数控型不落轮对车床的自动测量系统的研究

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1、数控型不落轮对车床的自动测量系统的研究　　摘要：在当前的工业生产中，数控技术凭借着独有的先进性和高效性成为当前金属加工业的主力军，不落轮对车床凭借着其独有的特点在金属加工过程中起到了重要的作用。下面我们就将针对当前不落轮对车床的自动测量系统进行论述。　　关键词：数控机床；不落轮对车床；自动测量　　中图分类号：TG527文献标识码：A　　数控不落轮对自动测量主要可以分为以下几个部分：　　1.轴向定位测量系统　　轴向定位测量，主要是以寻找被加工的左右轮对在机床坐标系中的轴向位置和计算内侧距AR为主要目的。　　在具体的测量工作中，首先

2、要将刀架上的左右测量装置通过M指令，按照+Z方向进入工作区域（如图1所示），随后刀架和安装在上面的测量装置会先沿着-X方向集训运行，以左边为B1、右边为B2，两边的侧头在与工件接触后停止运动，同时通过接口信号命令，清除剩余距离。随后，刀架沿着+Z的方向继续运行。将轴向测量杆命名为A，其中左侧的为A1，右侧的为A2。再起与工件产生接触之后，会产生相应的偏移，在打开下端的折光片C2离开遮光位置时（如图2所示），微型叉式光栅原件（如图3所示）所发出的管线经过信号放大，将数据通过系统接口和PC，将+Z方向上的运行停止，并清除剩余距离。5

3、　　此时，对于轴向数值还不能直接读取，原因是测量装置在+Z方向运动的过程中产生了冲程量，并且工件的内侧面在原始加工中还有未消除的误差，同时，在轮对的装夹上也有一定的误差，所以需要将刀架在低速的工况下相-Z方向倒退。刀架倒退是以信号命令为准，有信号输出，退回运动便会产生；当信号输出停止，刀架的倒退也会停止，并且在轮对转过一圈，系统确认无数出信号后，再将剩余距离的清除。　　通过指令系统的传输途径，我们将Z方向实际值贮存器中的内同读取到PC端，在参考了A杆的偏移之后，便可以具体得出工件的轴向尺寸。具体公式我们定义为Z01+Z02=AR

4、。这一过程的统计和运算，我们完全可以通过PC来完成。　　2.磨损量测量系统　　数控部落轮对车床自动测量系统中的第二部分是磨损量测量系统（如图4所示）。在这一部分内，通过测量探头B和行程为60mm、分辨率为±1微米的数字式位移传感器配合，完成全部的测量工作。通过磨损量测量，可以确定被加工工件的实际磨损情况，为数控系统的坐标系提供了横向坐标上的坐标偏移，以及加工过程中的切深和分刀操作的数据支持。　　在具体的操作过程中，刀架在CNC程序的控制之下，将磨损侧头运行到指定位置上，待侧头与工件切实接触后，降速运行25mm～30mm，此时可以

5、读取X轴方向的实际坐标值。待系统运转一周后，以传感器中位移较小的数值作为磨损测量的基准值△X1，然后以△5X1为基准，减掉测头在X方向上的偏移值，得到的结果便是CNC程序中的X方向偏移粗值。通过刀架在完成X和Z方向上的定程移动后，通过读取位移传感器中的具体数值，可以得到其他各点的测量值。此时，位移传感器中的数值计算是相对于△X1而言的，每一个点的测量采用可以读取到相应的数值，并且在PC中进行存储。将所测得的数据与理论标准值进行对比，可以得出△Xmin与△Xmax，作为某一轮形最小偏移量和最大偏移量，以此作为此轮型CNC程序坐标偏

6、移、切深、和分刀切削的计算参数。　　值得注意的是，磨损测量点的数量与轴向坐标值之间的选择，与轮型的几何模型还有轮对在具体的使用过程中与磨损的部位有直接关系。因此，在对容易出现磨损的部位进行测量时，要相对多的安排测量点，对同一轮型不同的几何曲线一般都应当着重设置测量点。　　此外，在电器控制硬件上，数字传感器放出的信号首先会经过EXE801变化其进行信号处理，然后在传往PC端的高速计数器组件中。　　3.直径测量系统　　通过PC的数据统计，我们可以求的左右轮对的轮径差△Ф，处于对部落轮对车床的特殊性考虑，我们需要提前做好切削前的准备和

7、切削完成后的轮径作为主要的尺寸参数。　　在轮对旋转时会产生摩擦，进而带动直径测量盘旋转。此时，编码器的输出会直接传送至PC端的高速记数组件，并且需要在轮对一边的外侧面安装可见光或者红外光的反射式光束开关用于测量控制。轮对每转一圈，光束开关便会发射一个脉冲信号至PC端。　　通过预先的系统设定，我们将测量盘的直径设为Ф1，测量盘转圈量为n1，轮对整体所转圈数为nx，轮对的直径为Фx，由此我们可以得到的计算公式是：∏Ф1n1=∏Ф51n1；其中，而相应的，在这当中，P1为计数累计值，P0为编码器一周所发出的脉冲数。经过公式推导，我们可

8、以得出以下表达式：　　在这个表达式中。Ф1、P0为常数，P1、nx分别由PC端统计得出。通过这个计算公式，我们可以得出轮对的直径Фx和直径差△Φ，通过实际的磨损测量，我们可以得到△Φ′，经过具体的比较，我们可以取得两个值的平均数，作为CNC程序在X坐标方向上的平