赵传彬，许忠保

（湖北工业大学，湖北 武汉 430000）

1 前言

如今高度发达的制造业和智能制造技术已经成为衡量一个国家综合经济实力和科技水平的最重要标志。我国正由制造大国向智造强国转变，数控加工在制造业中的地位也越来越重要。在现今企业的数控设备越来越多，生产产品为适应客户的定制要求的更敏捷化和小规模化，如何提高数控机床的加工时效，减少辅助停机时间，提高数控设备利用率和生产效益，显得至关重要。零件在批量生产加工时，为保证加工精度就会有大量的准备和检测工作，不可避免导致机床停机等待。为保证产品的质量只有积极对产品进行测量，这会大大降低加工效率。当前，常规的数控加工序前、序中和序后的尺寸检测及状态监测工序主要是人工完成，需要专业的检测人员，增加职工数量也就增加用工成本。人工检测不仅占用大量的时间，而且人为因素对检测的结果和精度影响也非常大，对工序间的关键尺寸提取也不容易实现，降低了数控设备的智能化程度和生产效率，一旦人为失误还会导致产品的质量下降，增加废品率，提高生产成本。因此，人工检测在效率、质量和可靠性方面都存在不稳定性。离线检测是目前很多高精度加工企业的首选，最典型的就是利用三坐标测量机进行离线检测，加工和检测分开进行，两者不同步。三坐标测量机检测精度和功能都能够满足绝大部分的检测要求，精度高，检测速度快，能进行误差分析报告，智能化程度高。但三坐标测量机对工作环境和操作人员有特殊要求，且价格昂贵，测量成本高，而且对于检测精度要求高复杂的异形零件，选用三坐标测量机进行离线测量，需要二次装夹定位，难免会产生定位误差。针对这一系列难题，通过在常规数控机床上加装在线监测设备，不仅能提高检测的精度和时效性，降低对专业检测人员的需求，也能提高数控设备的自动化和智能化，提高生产效率和降低生产成本。

目前贵州省内一些中小型准备制造企业都购买一定的数控机床设备，大多通过常规的CNC加工，现代化的在线监测装置应用较少，准备及检测工作也是常规工艺和常用量具完成，辅助和检测时间占比过高，自动化程度不高，没有充分发挥数控设备的功能，影响企业的生产效益和社会竞争力。对常规数控加工中心进行升级改造，在原有软硬件系统的基础上加装触发式测头，通过编制控制程序和相应的检测宏程序就构成了加工中心在线检测系统，且成本不高，将三坐标测量机的主要功能移植到了常规的加工中心上，实现了在线检测和反馈控制。采用自动在线检测装置应用能够打破传统测量工作的弊端，自动完成零件精度在线检测，节省测量成本，为提高测量精度，提高机床利用率和生产效率，减少主观原因造成产品的报废率，拓展数控机床的功能，降低操作者的劳动强度和要求，更加智能的保证加工产品的一致性，非常具有现实意义。

2 测头技术的应用

雷尼绍触发式Primo测头系统，配备陶瓷测杆和红宝石测球，通过与机床电器柜的线路连接，在机床系统里进行测量程序的编制等，用于在立式/卧式加工中心上自动设定加工零点，测量零件尺寸及自适应控制（自动根据检测值修改程序或者加工参数），以Primo测头系统在HNC-818B系统上应用为例，介绍在线检测技术的应用。

测头的控制线路要与数控机床的I/O模块连接，选择I/O板空置的输入输出点位，HNC-818B系统I/O板，INPUT/HIO-1011P为PNP型，X5.1为24 V进入（共用24 V）；OUTPUT/HIO-1021N为NPN型，Y6.1为24 V输出（共用0 V），接收器电接收器电源供给可以直接取自I/O电源模块，具体接线：青绿线接X5.1，白色线接Y6.1，红色线接24 V，褐色和黑色线接0 V，黄绿线接地。

梯形图编制。进入初始级梯图iEND模块后，插入ESC BLK跳转功能模块（选择输出功能地址位，写入3或4，跳转指令就是G31L3或G31L4）、跳转录入模块USER IN（功能地址位5或6，对应系统变量#1190&32或#1190&64）。键入搜索2END模块，在2END之前插入制作M代码MGET模块和M代码检测到位MACK模块。编辑完成后通过载入和保存2个按键进行保存修改（M105工件测头开启，M106测头关闭，两个指令可以互锁切换）。

用户变量写入使能（#500-#999），对应参数10091#设为1，按索引进入修改。宏变量地址定义后就可以在用户宏界面查看和根据程序设定相关变量。工件测头标定程序和接触式对刀仪测量宏程序按实际指定情况编写。

将检测技术融于数控加工的内容之中，采用在线测量的方式，主要是对原有的设备进行升级改造，并将现代先进技术融入传统制造业，将在数控机床的功能集成、智能化、加工精度和加工效率方面有进一步的提升，有利于促进加工测量一体化的发展。对一些中小企业来说，可以降低经济和人才方面的压力，助力其转型升级。