數控機床刀具及工件測頭的應用

在數控機床上使用工件及對刀測頭進行自動測量，可方便工件的安裝調整，簡化工裝夾具，降低費用，大大縮短機床輔助時間，提高生產效率，同時又可改善數控機床性能，延長機床的精度保持時間，使得數控機床既是加工設備，又具備某些測量功能。

機床測頭可安裝在數控車床、加工中心、數控磨床等大多數數控機床上。

雷尼紹的機床測頭按功能分類，可分為工件檢測測頭和刀具測頭；按信號傳輸方式分類，則可分為硬線連接式、感應式、光學式和無線電式四種方式。用戶可根據機床的具體型號選擇合適的配置。
在數控加工過程中，有1/3的時間被工件的裝夾找正及刀具尺寸的測量所占去。在傳統的工件裝夾過程中，操作者采用百分表及芯棒找出基準的位置，然后手工把有關數據輸入到數控系統里，以設定工件的坐標系。采用工件測頭系統，可在機床上快速、準確測量工件的位置，直接把測量結果反饋到數控系統中修正機床的工件坐標系。若機床具有數控轉臺，還可由測頭自動找正工件基準面，自動完成諸如基面的調整，工件坐標系的設定等工作。在批量插補加工過程中，還可利用測頭自動測量工件的尺寸精度，根據測量結果自動修正刀具的偏置量，補償刀具的磨損，以保證工件的尺寸精度及精度的一致性，這種機內測量方法，還可避免把工件搬至測量機上測量所帶來的二次裝夾誤差。提高了機床的加工精度及精度保持性，并可延長刀具使用壽命。

數控車床的刀具測量最常用的辦法是試切法；加工中心、數控鏜銑床的刀具測量一般采用兩種方法：一是采用機外對刀儀測量，二是在機床上用塞尺等手工測量。以上各種方法都需人工介入，測量效率低，而且還可能帶來人為的誤差。采用刀具測頭，可在機床內快速、準確地測量出刀具的尺寸，自動反饋回數控系統中變成刀偏量。由于整個過程都由測量軟件控制自動進行，因此避免了人為的誤差。此外，在批量自動加工過程中，也可根據刀具相鄰兩次測量的尺寸差異來判斷刀具的破損及折斷，由程序控制更換相同的刀具進行下一件的加工。

在工業發達的國家，機床測頭基本上和刀具一樣成為數控機床不可缺少的基本備件，在機械制造領域中得到越來越廣泛的應用。

用測頭進行自動測量的程序操作很簡單，以下為一測量過程的簡單介紹：

%
T01 M06
G43H1Z100.0
1.G65 P9014 X-10.Y-10.Z-5.F1000
2.G65 P9012 X0 Y0 S1
3.G65 P9014 Z10.0
4.G65 P9014 X286.Y300.
5.G65 P9014 Z-5.
6.G65 P9019 D200.T10 M20 H0.05
7.G65 P9014 Z20.
8.G65 P9014 Y420.0
9.G65 P9018 Z5.S1
G91 G28 Z0.
M30

程序中用到了四個子程序，O9014為碰撞保護移動子程序；O9012為外拐角測量子程序，測量結束后自動把拐角位置設為工件坐標系G54的X，Y軸的零點；O9019為內孔測量子程序，根據測量結果將自動修正第10號刀偏量，測得的尺寸誤差儲存在第20號刀偏中；O9018為Z向測量子程序，根據測量結果將自動設定工件坐標系G54的Z向零點；