戴克芳+鲍治国+曹国兰

摘要：在线测量方法在现代化生产中的应用越来越重要。文章在5米数控立车的基础上，利用MARPOSS的TT25测头触发装置和Siemens 802D SL系统的特点，针对3米以上的大型回转支承内孔、外圆的测量提出了在线测量的新方法。

关键词：在线测量；TT25测头；触发装置；回转支承；数控立车 文献标识码：A

中图分类号：TH133 文章编号：1009-2374（2016）36-0040-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.020

1 概述

目前公司大型回转支承外圆、内孔尺寸测量是用大型游标卡尺测量的，尤其是3米以上的游标卡尺，不仅价格昂贵、重、不易操作，而且尺子越长刚性越弱，尺子中部会变形下垂，造成测量尺寸准确性大幅度下降，给实际加工带来了一定的困扰。本文介绍了一种捕捉数控系统实际运行位置的间接测量方法，有效地将意大利MARPOSS的TT25测头触发装置和Siemens 802D SL系统联合应用起来，实现了大型回转支承的在线测量功能，大大提高了大型回转支承外圆、内孔的测量精度。

2 在线测量方法的测量原理

下面以测量内孔直径为例作简要介绍，原理如图1所示。图1上面左边是一个环形标准件，该标准件已通过三坐标测量机床准确测量出其内孔直径（1434.199mm），右侧的长方体杆表示的是一个标准杆。利用数控系统的读取坐标功能，分别读取测头触发装置的球头在图1中的两点X1、X2坐标值，由于机床读取坐标值时是在工件坐标系下，且车床是直径编程，所以可以利用图示关系得出：。同理，可得出图1中下面的待测工件内孔直径：。

3 在线测量方法的实现过程

3.1 关键测量元件的电路设计

该项目的关键测量元件是MARPOSS的TT25测头，该触头的触发电路模块E32R接线如图2所示，KA1接通與非控制着TT25测头的生效与非，E32R的3、4号端子是测头的信号输入接口，E32R的11、12接口为测头触发后的信号输出接口，该信号输出至802D SL系统的X20.11接口，系统可依据该信号来读取位置坐标。

3.2 测量装置信号处理流程

测量装置信号处理流程如图3所示：

3.3 程序运算

在进行测量之前，要对标准杆进行标定，即要找到标准杆所在圆的直径，这里通过先制作一个标准件，该标准件的内孔、外圆尺寸通过三坐标机床准确测量出来，再以该标准件为基准，标定出标准杆所在圆的直径，之后就可以通过比对标准杆来测量待测工件直径

尺寸。

3.3.1 标准杆内侧所在的圆直径R231测量程序。

3.4 测量精度的保证

3.4.1 意大利MARPOSS（马波斯）公司是世界知名的量仪厂，MARPOSS专业生产应用于机床、磨床、加工中心、车削中心、车床上的测头，MARPOSS的TT25测头可以改善生产过程、保证工件质量和精度，同时减少废品和缩短机床停机时间。

3.4.2 项目机床系统为西门子802D SL系统，机床X轴采用海德汉光栅尺形成闭环控制，可靠地保证了X轴的运行精度，进而准确地找到对应点的坐标值。

4 实验验证

利用该在线测量装置对在线加工的三种不同工件直径（Φ1600mm，Φ2012Φ2406）进行了测量，分别与三坐标机床及游标卡尺的测量结果进行了比较，数据如表1所示：

实验结果表明，该项目的在线测量方法的测量结果更接近于三坐标机床的测量结果，测量准确度比游标卡尺要高得多，此方法可以应用于大型回转支承内孔、外圆的在线测量。

5 结语

在相当长的历史时期内，测量大多是“离线”的，而不是“在线”的。随着时代的前进，这种传统的测量方式已越来越不能满足科技、生产和社会发展的需要。如果能对生产过程加以检测，即进行在线测量，则可以保证产品质量、增加产量、降低消耗、减少成本和提高效益。面临质量和效益的挑战，特别是对于发展市场经济、增强产品的竞争能力，在线测量有着非常突出的

作用。

作者简介：戴克芳（1979-），女，马鞍山方圆精密机械有限公司主任工程师，工程师，研究方向：数控系统维护和加工编程。

（责任编辑：黄银芳）