机床测头基础知识
机床测头知多少？
机床测头知多少？现在，西方发达国家的工厂已经实现了加工数字化，在中国近几年来越来越多的生产厂家开始使用数控机床，从高端的多轴加工中心到低端的简易数字改装机床。
数控机床的应用大大提高了生产能力和生产效率，零件的加工精度和加工速度有了质的飞跃。
随着机床的使用，各类生产附件和技术也随之产生和发展，本文就对数控机床测头的应用简单作些介绍。
在数控机床上使用测头进行自动测量，可方便工件的安装调整，简化工装夫具，降低费用，大大缩短机床辅助时间，提高生产效率，同时又可改善数控机床性能，延长机床的精度保持时间，使得数控机床既是加工设备，又具备某些测量功能。
机床测头可安装在数控车床、加工中心、数控磨床等大多数数控控机床上。
机床测头按功能分类，可分为工件检测测头和刀具测头，按信号传输方式分类，则可分为有线连接式、光学式和无线电式三种方式。
一般机床用户要根据机床的具体型号选择合适的配置。
COMP系列机床测头在数控加工过程中有1/3的时间被工件的装夹找正及刀具尺寸的测量所占去，在传统的工件装夹过程中，操作者采用百分表及芯棒找出基准的位置，然后手工把有关数据输入到数控系统里，以设定工件的坐标系。
采用工件测头系统，可在机床上快速、准确测量工件的位置，直接把测量结果反馈到数控系统中修正机床的工件坐标系。
若机床具有数控转台，还可由测头自动找正工件基准面，自动完成诸如基面的调整，工件坐标系的设定等工作。
在批量插补加工过程中还可利用测头自动测量工件的尺寸精度，根据测量结果自动修正刀具的偏置量补偿刀具的磨损，以保证工件的尺寸精度及精度的致性，这种机内测量方法，还可避免把工件搬至测量机上测量所带来的二次装夹误差。
提高了机床的加工精度及精度保持性，并可延长刀具使用寿命。
数控车床的刀具测量最常用的办法是试切法，加工中心、数控镗铣床的刀具测量一般采用两种方法，一是采用机外对刀仪测量，二是在机床上用塞尺等手工测量。
以上各种方法都需人工介入，测量效率低，而且还可能带来人为的误差。
精密加工离不开COMP机床测头
精密加工离不开COMP机床测头现在,西方发达国家的工厂已经实现了加工数字化,在中国近几年来越来越多的生产厂家开始使用精工机床,从高端的多轴加工中心到低端的简易数字改装机床。
数控机床的应用大大提高了生产能力和生产效率,零件的加工精度和加工速度有了质的飞跃。
随着机床的使用,各类生产附件和技术也随之产生和发展,本文就对精工机床测头的应用简单作一些介绍。
在精工机床上使用工件及对刀测头进行自动测量,可方便工件的安装调整,简化工装夹具,降低费用,大大缩短机床辅助时间,提高生产效率,同时又可改善精工机床性能,延长机床的精度保持时间,使得精工机床既是加工设备,又具备某些测量功能。
在精工加工过程中,有1/3的时间被工件的装夹找正及刀具尺寸的测量所占去;在传统的工件装夹过程中,操作者采用百分表及芯棒找出基准的位置,然后手工把有关数据输入到精工系统里,以设定工件的坐标系。
采用工件测头系统,可在机床上快速、准确测量工件的位置,直接把测量结果反馈到精工系统中修正机床的工件坐标系。
若机床具有精工转台,还可由测头自动找正工件基准面,自动完成诸如基面的调整,工件坐标系的设定等工作。
在批量插补加工过程中,还可利用测头自动测量工件的尺寸精度,根据测量结果自动修正刀具的偏置量,补偿刀具的磨损,以保证工件的尺寸精度及精度的一致性,这种机内测量方法,还可避免把工件搬至测量机上测量所带来的二次装夹误差。
提高了机床的加工精度及精度保持性,并可延长刀具使用寿命。
精工车床的刀具测量最常用的办法是试切法;加工中心、精工镗铣床的刀具测量一般采用两种方法:一是采用机外对刀仪测量,二是在机床上用塞尺等手工测量。
以上各种方法都需人工介入,测量效率低,而且还可能带来人为的误差。
采用刀具测头,可在机床内快速、准确地测量出刀具的尺寸,自动反馈回精工系统中变成刀偏量。
由于整个过程都由测量软件控制自动进行,因此避免了人为的误差。
此外,在批量自动加工过程中,也可根据刀具相邻两次测量的尺寸差异来判断刀具的破损及折断,由程序控制更换相同的刀具进行下一件的加工。
机床测头工作原理
机床测头工作原理
什么是机床测头？
中图仪器COMP40机床测头是一种可安装在CNC机床等大多数数控机床上，并让该数控机床在加工循环中不需人为介入就能直接对刀具或工件的尺寸及位置进行自动测量，并根据测量结果自动修正工件或刀具的偏置量的革新式机床测量设备。
COMP测头系统（COMP40触发测头+COMI接收器）机床测头对数控机床的作用：
1.代替人工做自动分中、寻边、测量，自动修正坐标系，自动刀补
2.对大型复杂零件在机床上直接进行曲面的测量
3.能提升现有机床的加工能力和精度，大型单件产品在线修正一次完成，不再二次装夹返工修补
4.批量分中一次完成，首件调机、打样、确定生产方案方便快捷
5.减少机床辅助时间，降低制造成本。
机床测头工作原理：
在测头内部有一个闭合的有源电路，该电路与一个特殊的触发机构相连接，只要触发机构产生触发动作，就会引起电路状态变化并发出声光信号，指示测头的工作状态；触发机构产生触发动作的唯一条件是测头的测针产生微小的摆动或向测头内部移动，当测头连接在机床主轴上并随主轴移动时，只要测针上的触头在任意方向与工件（任何固体材料）表面接触，使测针产生微小的摆动或移动，都会立即导致测头产生声光信号，指明其工作状态。
在数控机床上采用测头进行测量的工作原理：
在数控机床上采用测头进行测量时，先将测头安装在机床的主轴上，然后操作者手动控制机床移动，使测头测针上的触头与工件表面接触，由于机床的数控系统实时地记录并显示主轴的位置坐标值，因此，可以结合测针的触头与工件的具体位置关系，利用机床主轴的坐标值换算出工件被测量点的相关坐标值。
获得工件的各个被测量点的相关坐标值以后，再根据各坐标点的几何位置关系进行相关计算，便可以获得最终的测量结果。
测头使用基本操作流程
雷尼绍工件测头使用标准作业流程雷尼绍提供的机床工件测头是精密的高价值的找正检测装置，使用测头进行测量是需要执行相关的测量程序，使测头在主轴上沿相应的机床路径行走来实现的，而机床的运行又是速度快、刚性强的动作，此外，工件和夹具的情况又是各不相同，因此，在使用操作测头进行测量的过程中需要注意正确性、安全性及测量的实际工艺性。
测头使用的基本原则1、一般情况下，请将测头保留在刀库中，除特殊情况外，不要将测头从刀库中取下；如有特殊情况必须取下测头，则在将测头重新装回刀库后，必须重新对测头进行标定，否则将影响测量结果的准确性；注意：刀具必须放回到原始的刀位中，否则在测量、加工中将有造成撞刀或测头撞毁的风险！2、一般情况下，使用测头的设备不要随意更换加工工件品种；如果确实需要更换加工工种，则必须有经过Renishaw测头使用培训的、对新工件的测头测量程序十分了解的人员来作业，在试做完一个零件完整无误后方可正式量产作业；注意：需检查确认新工件加工测量程序中使用的坐标系(如：G54，G55等) 的原点机械坐标位置值的正确性！否则在测量、加工中将有造成撞刀或测头撞毁的风险！3、一般情况下，不要随意对刀补值及工件坐标系进行编辑修改操作，如需进行此类操作，最后需确认测头相应的刀补值以及测量程序中使用的工件坐标系原点值是否有由于误操作造成的错误改动。
如有误操作造成的错误改动，需改回正确的数值，否则将有造成测头撞毁的危险！4、若信号接受器（OMI）没有故障，请务必不要将接受器从机床上拆下，否则，若该机床仍然使用测头测量将很可能造成测头撞毁；另外，再次恢复接线也可能出错，造成不可预料的后果！5、使用测头测量时，切削进给速度的倍率需置于100%，否则测量的精确性将可能受到一定的影响；6、一般情况下，不要对变量进行编辑，否则可能的误操作将造成相关数据的改动，影响测头的测量精度；7、由于是量产加工，工件品种单一，工装夹具定位工件位置稳定，可能的话，建议将所有包含测头测量的加工程序均设为“写保护”，以保证不会因误操作致使程序数据变更，形成潜在的安全隐患；8、若程序在执行测量的过程中出现意外停机，需复位设备，然后手动将测头抬至相当的安全高度后，重新从头开始执行程序！否则，将有测头撞击的危险!9、若程序在执行加工的过程中出现意外停机，建议将该工件报废，若需要重新加工，必须只执行程序的加工部分，若仍然执行了程序测量的部分，则可能会出现测头报警、撞刀或工件最终尺寸不合格的情况；10、对设备进行过大的维护维修后，特别是涉及电控柜布线、接线的维护后，重新开机后必须确认检查测头的功能是否依然有效；方法：在MDI模式下，M06指令调出测头后；先单独执行M450; 检查测头是否被打开；若测头灯亮，则再执行G91G132X100.F20; 在运行期间用手触碰测针，检查是否X轴停止动作。
数控机床测头的应用简介
工 业 技 术
数 控 机 床 测 头 的应 用简 介
章 骏 （ 上海 交通 大学机械 与动力工程 学院 上海 ２ ０ ３ ） ０ ２ ３
摘 要： 本文探讨 了数控 加工过程 中，自动刀具测量 系统与传统人 工测量 系统的 区别， 绍 了测 头在 自动对 刀 系统 中的应 用特点和一些应 介
用成 杲 。
关键词 ： 控机床 自动对刀 数 中图分类号 ： Ｈ１ ຫໍສະໝຸດ Ｔ ２文 献标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： ６ ３ ９ （ ｏ ８ １ （） ０ ９ —０ １ ７ － ７ １ ２ ｏ ） １ａ 一 ０ ４ １ ２
现 在 。 方 发 达 国 家 的 工 厂 已 经 实 现 西 了 加 工 数 字 化 ， 中 国 近 几 年 来 越 来 越 多 在 的 生 产 厂 家 开 始 使 用 数 控 机 床 ， 高 端 的 从 多 轴 加 工 中 心 到 低 端 的 简 易 数 字 改 装 机 床 。数 空 机 床 的应 用 大 大 提 高 了生 产 能 力 和 生 产 效 率 ， 件 的加 工精 度 和 加 工 速 度 零 有 了 质 的 飞 跃 。随 着 机 床 的使 用 ， 类 生 各 产 附 件 和 技 术 也 随 之 产 生 和 发 展 ， 文 就 本 对数控 机床测头的应用简单作一些 介绍。 在 数 控 机 床 上 使 用 工 件 及 对 刀测 头 进 行 自动 测 量 ， 方便 工件 的 安 装 调 整 ， 化 可 简 工装 夹 具 ， 低 费用 ， 大 缩 短 机 床辅 助时 降 大 间 ， 高 生 产效 率 ， 提 同时 又 可 改 善 数控 机床 性 能 ， 长 机床 的精 度 保 持 时 间 ， 得 数控 延 使 机 床 既 是 加 工 设备 ， 又具 备 某 些 测 量 功 能 。 机 床测头可安装 在数控车 床、加工 中心 、 数 控 磨 床 等 大 多 数 数 控 机 床 上 。 机 床 测 头 按 功 能 分 类 ， 分 为 工 件 检 测 测 头 和 刀具 可 测 头 ； 信 号 传输 方 式 分 类 ， 可 分 为 硬 线 按 则 连 接 式 、感 应 式 、 光 学 式 和 无 线 电 式 四种 方 式 。 一 般 机 床 用 户 要 根据 机 床 的具 体 型 号选择合适 的配置 。 在 数 控加 工 过 程 中 ， ｌ ３ 时 间被 工 有 ／ 的 件 的 装 夹 找 正 及 刀具 尺 寸 的 测 量 所 占 去 ， 在 传 统 的 工 件 装 夹 过 程 中 ， 作 者 采 用 百 操 分 表 及 芯 棒 找 出 基 准 的 位 置 ， 后 手 工 把 然 有 关 数 据 输 入 到 数 控 系 统 里 ， 设 定 工 件 以 的坐 标 系 。 采用工件测头系统 ， 在机床上快速 、 可 准 确 测 量 工 件 的 位 置 ， 接 把 测 量结 果 反 直 馈 到 数 控 系统 中 修 正 机 床 的 工 件 坐 标 系 。 若 机 床 具 有 数 控 转 台 ， 可 由测 头 自动 找 还 正 工 件 基 准 面 ， 动 完 成 诸 如 基 面 的 调 自 整 ， 件 坐 标 系 的 设 定 等 工 作 。 在 批 量 插 工 补 加 工 过 程 中 ， 可 利 用 测 头 自动 测 量 工 还 件 的 尺 寸 精 度 ， 据 测 量 结 果 自动 修 正 刀 根 具 的 偏 置 量 ， 偿 刀 具 的 磨 损 ， 保 证 工 补 以 件 的 尺 寸 精 度 及 精 度 的一 致 性 ， 种 机 内 这 测 量 方 法 ， 可 避 免 把 工 件 搬 至 测 量 机 上 还 测 量 所 带 来 的 二 次 装 夹 误 差 。 提 高 了 机 具 使用 寿命 。 数 控 车 床 的 刀具 测 量 最 常 用 的 办 法 是 试 切 法 ； 工 中 心 、 数 控 镗 铣 床 的 刀具 测 加 量 一 般 采 用 两 种 方法 ： 是 采 用 机 外 对 刀 一 仪 测 量 ， 是在 机 床上 用 塞 尺 等 手 工 测 量 。 二 以 上 各 种 方 法都 需 人 工 介 入 ， 量 效 率 低 ， 测 而且还 可能带来人为的误 差。 采 用 刀具 测 头 ， 在 机 床 内 快 速 、 准 可 确 地 测 量 出 刀具 的 尺 寸 ， 自动 反 馈 回 数 控 系统 中变 成 刀偏 量 。 由于 整 个 过 程 都 由测 量 软 件 控 制 自动 进 行 ， 此 避 免 了 人 为 的 因
机床精度检测知识汇总
机床精度检测知识1、对不同形状的导轨，各表面应分别控制哪些平面的直线度误差？答：机床导轨常见形状有矩形导轨和V形导轨。
矩形导轨的水平表面控制导轨在垂直平面内的直线度误差。
矩形导轨的两侧面控制导轨在水平面内的直线度误差。
对V形导轨，因为组成导轨的是两个斜表面，所以两个斜表面既控制垂直平面内的直线度误差，同时也控制水平面内的直线度误差。
2、导轨直线度误差常用检测方法有哪些?答：导轨直线度误差常用检测方法有：研点法、平尺拉表比较法、垫塞法、拉钢丝检测法和水平仪检测法、光学平直仪（自准直仪）检测法等。
3、什么叫研点法?答：用平尺检测导轨直线度误差时，在被检导轨表面均匀涂上一层很薄的红丹油，将平尺覆在被检导轨表面，用适当的压力作短距离的往复移动进行研点，然后取下平尺，观察被检导轨表面的研点分布情况及研点最疏处的密度。
研点在导轨全长上均匀分布，则表示导轨的直线度误差已达到平尺的相应精度要求。
这种方法叫做研点法。
研点法所用平尺是一根标准平直尺，其精度等级则根据被检导轨的精度要求来选择，一般不低于6级。
长度不短于被检导轨的长度（在精度要求较低的情况下，平尺长度可比导轨短1/4)。
4、研点法适用于哪几类导轨直线度误差的检测?答：采用刮研法修整导轨的直线度误差时，大多采用研点法。
研点法常用于较短导轨的检测，因为平尺超过2000mm时容易变形，制造困难，而且影响测量精度。
刮研短导轨时，导轨的直线度误差通常由平尺的精度来保证，同时对单位面积内研点的密度也有一定的要求，可根据机床的精度要求和导轨在本机床所处地位的性质及重要程度，分别规定为每25mm×25mm内研点不少于10~20点（即每刮方内点子数）。
用研点法检测导轨直线度误差时，由于它不能测量出导轨直线度的误差数值，因而当有水平仪时，一般都不用研点法作最后检测。
但是，应当指出，在缺乏测量仪器(水平仪，光学平直仪等)的情况下，采用三根平尺互研法生产的检验平尺，可以较有效地满足一般机床短导轨直线度误差的检测要求。
测头使用工作原理简述
测头使用工作原理触发式测头的工作原理触发式测头的工作原理：在测头内部有一个闭合的有源电路，该电路与一个特殊的触发机构相连接，只要触发机构产生触发动作，就会引起电路状态变化并发出声光信号，指示测头的工作状态；触发机构产生触发动作的唯一条件是测头的测针产生微小的摆动或向测头内部移动，当测头连接在机床主轴上并随主轴移动时，只要测针上的触头在任意方向与工件（任何固体材料）表面接触，使测针产生微小的摆动或移动，都会立即导致测头产生声光信号，指明其工作状态。
在数控机床上采用测头进行测量的工作原理在数控机床上采用测头进行测量时，先将测头安装在机床的主轴上，然后操作者手动控制机床移动，使测头测针上的触头与工件表面接触，由于机床的数控系统实时地记录并显示主轴的位置坐标值，因此，可以结合测针的触头与工件的具体位置关系，利用机床主轴的坐标值换算出工件被测量点的相关坐标值。
获得工件的各个被测量点的相关坐标值以后，再根据各坐标点的几何位置关系进行相关计算②，便可以获得最终的测量结果。
测头的工作状态在测量过程中，当测针的触头与工件接触时，测头发出指示信号，该信号是由测头上的灯光和蜂鸣器鸣叫组成，这种信号主要是向操作者指明测头的触头与工件已经接触。
对于具有信号输出功能的测头，当触头与工件接触时，测头除发出上述的指示信号外，还通过电缆向外输出一个经过光电隔离的电压变化状态信号。
测头在测量过程中的作用根据上述工作原理，测头在能够执行并显示精确微量位移的机床上才能充分发挥测量的作用，例如：各种数控、数显机床等；测头是这种“测量装置”（即：测头+机床）的一部分，它在测量过程中承担着通过与工件精确接触④来确定测量点的坐标、发出指示信号、保证测量结果精确和测量操作方便、迅速、安全、可靠的任务。
测量的工作方式测头在数控机床上共有两种工作方式，即：手动工作方式和编程工作方式。
对于没有信号输出功能的测头，只能采用手动工作方式。
对于具有信号输出功能的测头，两种工作方式均可采用。
机床测头基础知识
2020/4/10 Slide 8
MicroHoleTM prevents coolant ingress
• constant protection, even when tool setting
Protection in action
• through-tool coolant still active during breakage detection cycle
Protected move
2. G65 P9012 X0.0 Y0.0 S1.
Corner measure
3. G65 P9014 Z10.0
4. G65 P9014 X50. Y40.
5. G65 P9014 Z-5.
6. G65 P9019 D40.0 T10 M20 H0.2
• constant air stream also passes through the MicroHoleTM, preventing ingress of coolant, swarf, chips and dust
• air flows at high speed: 150 to 250 m/s
Inspection on machining centres
Inspection onl setting on machining centres
Tool setting on CNC lathes
apply innovation
Kinematic resistive probe operation
x y
2020/4/10 Slide 5
apply innovation
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apply innovation
Designed for the machine tool environment
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• MicroHoleTM protection system
• laser beam emerges through small aperture
• standard routines define probe path • probe triggering latches onto machine position • data is stored in macro variable locations • data is retrieved for process automation
Inspection on CNC lathes
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Tool setting on machining centres
Tool setting on CNC lathes
apply innovation
Kinematic resistive probe operation
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apply innovation
Kinematic resistive probe operation
• Benefits of the Renishaw probe design
– simple – rugged – highly repeatable – sealed to IP X8 – can be used with different
apply innovation
Probing basics
Machine tool probing technology - how they work and how you can use them
apply innovation
Probing applications
Inspection on machining centres
• air stream angled to avoid turbulence along laser beam
• protection always on - even when measuring
MicroHoleTM
apply innovation
Designed for the machine tool environment
apply innovation
Renishaw probing software makes things simple
Easy to program or use in MDI mode
• PROGRAMMED - with pre-written EIA Macros • SET WORK and TOOL OFFSETS - automatically • SET ROTARY AXIS - automatically • INSPECT - feature size, location and angle • PRINT RESULTS of inspection
Protected move
2. G65 P9012 X0.0 Y0.0 S1.
Corner measure
3. G65 P9014 Z10.0
4. G65 P9014 X50. Y40.
5. G65 P9014 Z-5.
6. G65 P9019 D40.0 T10 M20 H0.2
Bore measure
• constant air stream also passes through the MicroHoleTM, preventing ingress of coolant, swarf, chips and dust
• air flows at high speed: 150 to 250 m/s
transmissions to suit your application
Probe with optical transmission
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Probe with inductive transmission
apply innovation
How an inspection probe works
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apply innovation
Component set-up
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Example program
%
G80 G90 G00
T01
M06
G54 X0 Y0
G43 H1 Z100.
1. G65 P9014 X-10. Y-10. Z-5. F1000
x y
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apply innovation
How a non-contact tool setter works
• Beam-break system • laser beam passes between transmitter and receiver units • tool moved to intersect beam at any point along its length • electronics sense reduction in light at receiver and generate trigger • machine position is latched and used to determine tool dimensions
• MicroHoleTM protection system
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Slide 8
MicroHoleTM prevents coolant ingress
• const setting
Protection in action
• through-tool coolant still active during breakage detection cycle