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用于A2100系统加工中心的雷尼绍测头

数控产品网 www.cncproduct.com   2014-02-28   来源:网络转载   阅读:2354次

  许多企业都为设备配备上了雷尼绍(RENISHAW)对刀及工件中心测头系统。使用这些测头可以降低机床的辅助时间和废品率,大幅度提高产品质量及生产率。对刀测头,可实现自动对刀及自动刀具破损检查;工件测头,可以实现加工前的工件自动找正、加工过程中的质量检查及控制,加工后还可以实现部分质量检查功能。
    虽然测头的使用有种种好处,但由于培训不够、资料不足等许多原因,造成部分厂家的操作及技术人员对测头不了解、不会用,测头使用效果不佳,甚至有的闲置不用,造成了极大的浪费。实际使用中,有些设备厂家,虽然采用的是雷尼绍公司的机床测头,但没有用雷尼绍的测头软件包,而是在自己的系统上自主开发了软件。关于这一部分,一些设备厂家没有过多的资料,全靠摸索积累。针对立式加工中心使用最多的西门子A2100系统,结合经验,总结对其开发的雷尼绍测头软件标定的使用。
    辛辛那提VMC 1000立式加工中心和北京机电院的VMC750立式加工中心等十多台设备,采用的均是雷尼绍MP12工件中心测头及TS27R刀具测头。无论是工件中心测头还是刀具测头,第一次使用前,必须进行标定,以补偿由于机械(测头的偏心度、直径和长度)及电气上(信号传递到接收、数控系统的延时)引起的误差。

    一、TS27R刀具测头的标定

    为了让刀具接触到传感器探针,刀具测头装置应安装在机床运动允许的位置范围内。用来测量刀具的程序循环指令分别为G68设置刀具尺寸和G69检查刀具尺寸。G68用于测量刀具长度和直径,数值记录在刀具数据表或程序编制表。

    1.刀具测头的3条标准指令
    (1)标定测头长度:不旋转,已知精确刀具或测量棒,G68  P5  G90  [Xx]  [Yy]  [Qn]  [Ww]  [Dd]
    (2)标定测头直径:G68  P6  G90  [Qn]  [Ww]  [Dd]  [Rr]  [Aa]
    (3)标定测头直径和长度:G68  P7 G90 [Xx]  [Yy]  [Qn]  [Ww]  [Dd]  [Rr]  [Aa]

    2.参数解释(包括一些测量时使用的参数)
    [Xx]和[Yy]——测量的刀具中心和探头中心的偏置值
    [Qn]——探头撞击次数,0代表两次,1代表一次
    [Jj]——给出测量刀子的方位角
    [Ww]——回退距离
    [Dd]——超程距离
    [Rr]——刀具与探头的径向间隔
    [Aa]——刀具超过探头的纵向距离
    [Zz]——刀具最短容忍的磨损值
    [Kk]——刀具最长容忍的膨胀值
    [En]——n=0,默认值,检测后直接更新刀具表的长度或直径;n=1,不更新刀具表,只说明提示;n=2,不更新刀具表
    [Vv]——刀具直径最小容忍的磨损值
    [Uu]——刀具直径最大容忍的膨胀值

    3.具体标定步骤
    测头在标定前,首先要找一把已知的精确刀具(例:精确铣刀L=177.7622mm,φ=7.98mm),将长度、直径设入刀具表里(假如设为1号刀,刀具X、Y的偏置设为0)。
    (1)主轴不装刀,手轮方式将主轴摇到TS27R测头的上方,记下Z的绝对坐标值;
    (2)在主轴上装一把细钻头,手轮方式将主轴摇到TS27R测头的上方,目测使刀尖对准探头的中央,记下X、Y的绝对坐标值;
    (3)将上面记录的X、Y、Z绝对坐标值记机床应用参数的TS27R参数项里,并将Z坐标值记循环参数里的FIX-PRB-TRAM测头参数里;
    (4)在机床应用参数里设TS27R参数项的Y偏置为30~40mm;
    (5)执行
    M6T0
    G68Q1(用主轴端面触摸探头,碰撞一次。执行中可先用手试压触头,看能否停止,然后再执行一遍。)
    M5
    M30(执行完,程序自动修正循环参数里的探头校准面Z值:FIX-PRB-TRAM。)#p#副标题#e#
    (6)执行
    M6T1
    G68 P5 G90 Q0 W50 D2(用标准刀具校验测头高度;刀具不旋转校验,Q代表撞击次数,0为模态,表示撞击2次,1表示撞击1次。W是撞击后的回缩距离,D指超程距离,也就是在到达校准面后,如果仍没碰撞上探头,最多再走的距离。Q、W、D值根据刀具的实际情况设定。)
    M5
    M30(程序结束,程序自动修正循环参数里的探头校准面Z值:FIX-PRB-TRAM。)
    (7)执行
    M6T1
    G68 P6 G90 Q0 W20 D4 R20 A5(用标准刀具校验测头直径,Q、W、D值根据刀具的实际情况设定。)
    M5
    M30(程序结束,参数进系统注册的TOOL_PRB_LOC的X、Y、Z三个坐标值)
    (8)执行
     M6T1
    G68 P7 G90 QO W20 D4 R20 A5(长度和直径一次标定)
    M5
    M30

    4.注意事项及小经验
    (1)注意事项:[Rr]、[Aa]参数是必须要输的;测直径前必须先有刀长值。
    (2)标定小经验:如果手头没有标准的刀具,可用正在使用的刀具替代,或者将一把刀柄直径和后端面比较光洁的废刀反着装夹,也可标定。测量的值比实际值小,则将标准值改小,重新标定;反之,则反向修改,直到准确。

    5.测头维修小经验
    (1)TS27R测头弹起无力。TS27R的探头使用时间长了,有时候压下后会弹起无力,引起探头超时报警。此时,只需要将主体外壳上两边的顶丝松开,将探头中间的芯子抽出来,将上下倒置,就可以了。
    (2)TS27R测头对刀位置不在中心的校正。TS27R的安装位置有时候改变后,或者重新装了系统,有时候按上面的刀具探头标定方法标定,对刀长的时候,刀尖总不在中心位置,此时,先执行7步骤,但不要完全执行完,在主轴落下之前,用手压下探头,使步骤提前完成,则探头的中心位置坐标进参数表,然后再按上述步骤从头执行一次。

    二、MP12工件测头的标定

    MP12是一个精密的全方位传感装置,由探头主体和探针组成。探头主体安装在机床主轴上,当探针接触到物体并偏转到探头脱开点时,产生碰撞信号。当控制检测到探头此信号时,就得到机床各轴位置,并且保存这个尺寸值。
    G72循环指令可测量探针中心偏离主轴中心线的偏移量;G73循环指令可测量安装在主轴内的探头针尖尺寸,是+X、-X、+Y和-Y方向的有效探针大小(从中心线到接触点进行测量);G74循环指令设置探头的长度。

    1.工件探头的标准标定
    (1)探针偏心度标定:镗孔测量,G72 G90 [Pp] [Qn] [An]
    (2)探头球直径标定:标准圆环,G73 G90 [Pp] [Qn] [An]
    (3)探针长度标定:已知高度块规,G74 G90 [Zz] [Qn]

    2.参数解释(包括一些测量时使用的参数)
    [Pp]——校准用的基准孔的直径值。无符号,非模态。
    [Zz]——程序坐标系下,基准面的绝对z坐标。z字是可选择的。
    [Qn]——探头撞击次数,n=0代表碰撞两次,n=1代表碰撞一次。
    [An]——n=0是延X/Y轴向标定;n=1是3600标定。

    3.实际中具体的标定步骤
    (1)一标准圆环,放于工作台,用千分表或百分表尽可能找到圆心点,或镬一较大标准圆孔,记录下圆心的X及Y绝对坐标值;
    (2)执行
    M6T1101号刀具设置为探头,手摇到圆环内,使探头坐标位于上面记录的中心点,保证探头开启情况下继续执行)
    G72 G90 P79.1 Q0 A0(A0O是延X/Y轴向标定;A1是3600标定;Q0为探头撞击两次;Q1撞击一次;P79.1指圆环标准直径)
    M5
    M30(探头中心偏置进入刀具表Xoffset及Yoffset字段,多测量几遍,查看这两个值变换在μ级别。)
    (3)执行
    M6T11(11号刀具设置为探头,手摇到圆环内,使探头坐标尽量位于中心点,保证探头开启情况下继续执行)
    G73 G90 P79.1 Q0 A0
    M5
    M30(自动更新系统注册里的PROBE_CALIB参数的+X、-X、+Y、-Y探头补偿值,多测几遍,直到变化在μ级别。)
    (4)如果有已知高度块规,将高度值记循环参数里的TR-AM-SURFACE参数里,放块规在工作台面上。
    (5)执行
    M6T11(11号探头长度先清零)
    G74 G90 Z172.9104 Q0(假定172.9104为块规的高度)
    M5
    M30(执行完后,探头长度进刀具表;如果探头不准确,可修正块规的高度值,重新标定,直到准确。)

    4.注意事项及小经验
    (1)注意事项。在执行G72循环前,先要将刀具表里的偏置值设为零。在G73循环开始前,探针尖尺寸也要先清零。执行G74前,必须将探针的近似长度输入到刀具表中,这个近似值必须精确到探头的安全高度范围内。
    (2)小经验。如果探头长度不准确,可通过修正校准面(块规等)的高度值,重复执行G74循环来校准。

CncProduct.Com(编辑:小朱)
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