雷尼绍测头的应用

1 绪论

1.1研究背景

随着科技、生产的快速发展，测量技术日益显著。而相当长的时间内，测量基本上是静态的，即测量对象在测量过程中不变化或没有明显变化，同时，测量大多是“离线”的，而不是“在线”的，即不是在生产制造过程中实现。比如，对于生产，离线的静态测量只能对零部件和成品分别进行检测；而对生产加工的过程则无能为力。如果能对生产制造过程加以检测，即进行所谓的“在线测量”，则不仅可以保证产品质量、增加产量，降低消耗、减少成本、提高效率，而且还可以随时监测甚至排除生产中的潜在问题，保证生产顺利进行。

国际上，上世纪60 年代后期开始，在机测量技术便引起了人们的关注。这一方面是由于科技、生产和社会发展的需要，尤其是质量和效益的挑战；另一方面则是由于传感器技术、微型计算机技术、自动控制技术和图像识别技术等的进展，为在机测量的实现提供了必要的条件。1974 年召开的第一次在机测量国际会议，进一步引起了全世界各国的普遍关注，对在机测量技术的开发与应用起了有力作用。

近年来，基于接触式、非接触式等各种测头的在机测量技术在现代工业领域被广泛应用。触发式测头在国外发展较早，技术也都相对成熟，测头的位置坐标主要通过加工设备的控制系统存储，其精度主要取决于加工设备的定位精度。因此，为了得到较高的测量精度，国内外的研究大多都是采用国外的数控系统和加工设备，比如：FANUC 数控系统等而随着国内加工设备的精度提升，此次采用北京精雕控制系统及其北京精雕高速雕刻中心来完成测头的在机测量研究。对于非接触式测量方式，激光扫描法相对成熟，比如国外大多采用FANUC 数控加工中心上配激光测头，使其附加了数控测量功能，实现了三轴机床上的在机测量。

随着加工技术的飞速发展，数控机床在生产中的应用越来越广泛。虽然机床按程序执行，但加工时间短，效率高，但工件对准、检查等辅助加工时间没有缩短，甚至占整个加工过程的1/3以上。面对这些问题，使用Renishaw探头不仅避免了重复编程，节省了编程和调试时间，还具有机器测量功能，保证了机床生产和操作的可靠性，保证了产品加工尺寸精度。

1.2雷尼绍测头在机测量介绍

在数控加工过程中，有很多时间被工件的装夹找正及刀具尺寸的测量所占去。

采用工件测头系统，可在机床上快速、准确测量工件的位置，直接把测量结果反馈到数控系统中修正机床的工件坐标系。若机床具有数控转台，还可由测头自动找正工件基准面，自动完成诸如基面的调整，工件坐标系的设定等工作。简化了工装夹具，节省夹具费用，缩短机床的辅助时间，大大提高机床的切削效率，并且可使切削量均匀，切削过程平稳。在利用刀具半径补偿的批量加工过程中，还可利用测头自动测量工件的尺寸，根据测量结果自动修正刀具的偏置量，补偿刀具的磨损，以保证工件的尺寸及精度的一致性。

数控车床的刀具测量最常用的办法是试切法；加工中心、数控镗铣床的刀具测量一般采用机外对刀仪测量或在机床上用塞尺等手工测量。以上各种方法都需人工介入，测量效率低，而且还可能带来人为误差。采用刀具测头，可在机床内快速、准确地测量出刀具的尺寸，自动反馈回数控系统变成刀具偏移量。由于整个过程都由测量软件控制自动进行，因此避免了人为误差。此外，在批量自动加工过程中，也可根据刀具相邻两次测量的尺寸差异来判断刀具的磨损及折断，由程序控制更换相同的刀具进行下一件的加工。

由于制造技术的发展，国内外很多用户也越来越多地要求在其购买数控机床上配装测头及控制系统，随着测头及控制系统的广泛应用，国内制造业的水平也在稳步提升。

1.3研究目的

在数控加工过程中，大量的时间被用于工件的定位和对准以及刀具尺寸的测量。在传统的工件夹紧过程中，操作者使用一个千分表和一个芯棒来找到参考位置，然后手动将相关数据输入数控系统来设置工件坐标系。工件探测系统可以快速、准确地测量工件在机床上的位置，测量结果直接反馈给数控系统，对机床的工件坐标系进行校正。如果机床有数控转台，探头还可以自动校准工件参考平面，并自动完成基础平面的调整和工件坐标系的设置等任务。本文结合手机机壳数控机床和雷尼绍探头在数控机床上的使用，分析如何提高机床的工作效率。

1.4研究方法

1.文献研究法

选取中国知网、万方、维普等学术平台对“雷尼绍测头，手机外壳”进行资料选取，从中提取出所需的资料，进行整理总结延伸。

2.实地调查法

实地观察雷尼绍测头的基本应用，分析其在手机外壳中如何应用。

2 雷尼绍测头的特点以及在数控机床上的运用

2.1 雷尼绍测头的特点

英国雷尼绍公司是专门从事设计、制造高精度检测仪器与设备的世界性跨国公司。主要产品为三坐标测量机及数控机床用测头、激光干涉仪、球杆仪、高速高精数字化及扫描系统等,为机械制造工业提供了序前(激光干涉仪和球杆仪)、序中(数控机床工件测头及对刀测头)和序后(三测机用测头)检测的系列质量保证手段。其全部技术与产品都旨在保证数控机床精度,扩大数控机床功能,改善数控机床性能,提高数控机床效率。在数控机床上使用工件及对刀测头进行自动测量,可方便工件的安装调整,简化工装夹具,降低费用,大大缩短机床辅助时间,提高生产效率,同时又可改善数控机床性能,使数控机床既是加工设备,又具备某些测量功能。雷尼绍测头可安装在数控车床、加工中心、数控磨床、专机等大多数数控机床上。机床测头按功能分类,可分为工件检测测头和刀具测头;按信号传输方式分类,则可分为硬线连接式、感应式、光学式和无线电式4种方式;按接触形式分类,可分为接触测量和非接触测量。用户可根据机床的具体型号选择合适的配置。在数控加工过程中,有很多时间被工件的装夹找正及刀具尺寸的测量所占去。在传统的工件装夹过程中,操作者采用百分表及芯棒找出基准的位置,然后手工把有关数据输入到数控系统里,以设定工件的坐标系。采用工件测头系统,可在机床上快速、准确地测量工件的位置,直接把测量结果反馈到数控系统中修正机床的工件坐标系。若机床具有数控转台,还可由测头自动找正工件基准面,自动完成诸如基面的调整,工件坐标系的设定等工作。简化了工装夹具,节省了夹具费用,缩短了机床辅助时间,大大提高了机床切削效率,并且可使切削余量均匀,切削过程平稳,延长刀具使用寿命。在利用刀具半径补偿的批量加工过程中,还可利用测头自动测量工件的尺寸精度,根据测量结果自动修正刀具的偏置量,补偿刀具的磨损,以保证工件加工尺寸的一致性,这种机内测量方法,还可避免把工件搬至测量机上测量所带来的二次装夹误差。数控车床的刀具测量最常用的办法是试切法;加工中心、数控镗铣床的刀具测量一般采用两种方法:一是采用机外对刀仪测量,二是在机床上用塞尺等手工测量。以上各种方法都需人工介入,测量效率低,而且还可能带来人为误差。采用刀具测头,可在机床内快速、准确地测量出刀具的尺寸,自动反馈回数控系统中变成刀偏量。由于整个过程都由测量软件控制自动进行,因而避免了人为误差。此外,在批量自动加工过程中,可判断刀具的破损及折断,及时给出报警,中断加工,在有备用刀具情况下,由

程序控制更换备用刀具进行下一件的加工。在工业发达国家,机床测头基本上和刀具一样成为数控机床不可缺少的基本备件,国内在机械制造领域中也越来越广泛地应用在线测量技术使用工件和工具的自动测量探针在数控机床可以方便工件的安装和调整，简化工具设备，降低成本，大大缩短机床的辅助时间，提高生产效率，同时提高数控机床的性能，使数控机床不仅是加工设备，但也有一定的测量功能。雷尼绍触摸探头可以安装在大多数数控机床上，如数控车床、加工中心、数控磨床和特殊机床上。机床探头按功能分类，可分为工件检测探头和刀具探头;根据信号的传输方式，可分为四种:硬线、电感、光学和无线电;按接触形式可分为接触测量和非接触测量。用户可以根据机器的具体型号选择合适的配置。

2.2 数控机床运用实例

数控车床刀具测量最常用的方法是试切法;加工中心、数控镗铣机床的测量一般采用两种方法:一是使用机床进行刀具测量，二是对机床进行手动用尺测量。以上方法都需要人工干预，测量效率低，可能会带来人为误差。利用刀具探头，可以在机床上快速、准确地测量刀具尺寸，并将刀具偏差自动反馈给数控系统。整个过程由测量软件自动控制，避免了人为误差。另外，在批量自动加工过程中，可以判断出断刀和断刀，及时发出报警，中断加工，在出现备用刀具的情况下，通过程序控制来代替备用刀具进行下一块加工。在工业发达国家，机床和工具的测量头基本上成为了不可或缺的基本零件的数控机床，在国内机械制造领域也越来越广泛使用的在线测量技术，下面简要介绍几个应用实例。

1. 天津新大洲本田发动机厂

该公司在新大陆为本田摩托车生产发动机。原日本工艺缸体是在专用机床上加工的。手动读数由百分表控制，以控制加工精度。如果是在加工中心加工，毛坯表面用于定位和夹紧一次。因为加工原点和毛坯的相对位置随着毛坯铸件尺寸的变化而变化8mm，毛坯表面的公差为8mm，不能满足图纸要求。公司将5个加工中心与雷尼绍MP7探头相结合，形成了气缸体生产线。探头可直接测量粗基准面，设定加工坐标原点，弥补了铸件粗精度的不足，避免了加工余量过大。大型和损坏的工具。使用Renishaw的机内测量技术，保证CP值大于1.33，年生产能力为40万台。

2. 德国

Senking-Werke公司主要生产大型工业清洗设备，产品规格齐全。以前，工件尺寸是用一种特殊的大卡尺手动检测的。它需要两名操作员爬到机床工作台，这既耗时又不准确，而且还不安全。现在公司已经在机床上安装了一套Renishaw的M P14探

测系统。所有主要尺寸均可由机床上的探头自动检测。每次测量的时间从25min减少到4min，工件的精度也降低了。已大大改善。

3. 英国

Abbey Tool & Gaug e公司主要生产液压马达和伺服阀元件。公司的格雷厄姆·里德先生说:“我们公司最典型的部件是液压马达。该零件的加工首先在大宇或彪马的车削中心进行，然后在Maho精密加工中心进行23孔的加工。以前，每个零件的装夹和加工大约需要几个小时。自在加工中心安装雷尼绍探头后，整个过程只需10分钟。”在过去，每个工件加工后都要在三台测试机上进行测试。现在我们每15件只抽样1件。在三年的时间里，我们已经生产了10万多件这样的产品。这台机器基本上是闲置的。雷尼绍探针给我们充分的信心，以确保我们的产品的尺寸精度。我们已决定新机器必须配备雷尼绍探测仪。雷尼绍在原有的MP10、MP12等探头的基础上，又推出了新的O M P40型小机床用新探头，新的车床测量臂也得到了广泛的应用。随着制造技术的发展，国内许多用户对数控机床上安装探头的要求越来越高。国内主要的数控机床制造商，如北京一号厂、中杰友谊厂、北京机床学院、到P数控、北京机电学院、济南一号厂、长城机床厂等，都配备了Raney的机床。相信机床探头将会得到越来越广泛的应用。

3 雷尼绍测头在手机外壳中的应用加工分析

3.1 机械设备选用手机外壳分析

3.1.1 注塑机的组成及作用

注塑机主要由锁模装置、注射装置、液压传动系统和电气控制系统组成。注塑机的基本功能是:将塑料加热至熔融状态，进行后续加工和注塑。2. 在熔体上施加高压，使熔体被喷射出来以填满腔体。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证模塑产品质量的前提。为了满足成型的要求，注塑必须保证足够的压力和速度。同时，由于注射压力高，型腔内也相应地产生了较高的压力(型腔内的平均压力一般在20 ~ 45 MPa之间)，因此必须有足够的夹紧力。由此可见，注射装置和锁模装置是注塑机的关键部件。

3.1.2 设备分类

根据注塑装置和合模装置的相对位置进行分类，分为卧式注塑机、立式注塑机、角式注塑机。

(1)卧式注塑机: 如图所示，是最常见的机型。夹紧装置与注射装置轴线呈水平

线。具有身体低、维修方便、操作方便、自动化程度高的特点，产品可自动落下，无需机器人即可自动成型，安装顺利。模具需要用吊车安装。适用于大型工件加工。

(2)立式注塑机: 如图2-1 所示，夹模装置与注射装置轴线成一条直线，每一个塑料零件的空腔均可由一只简单的机械手取出，有利于精密成型。开放式，容易配置各种自动装置，特别容易保证树脂流动性和模具温度在模具内分布的一致性。适用于

复杂、精细的小工件产品加工。。

(3)角式注塑机: 它的特点是合模装置和注塑装置的轴线垂直排列，其注射方向和模具分界面在同一个面上，它特别适合于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的平面制品。

3.2 手机外壳注塑材料分析

2.2.1 塑件原材料性能分析

1．注塑成型的材料：即塑料，其为树脂的原料，也可以加入多种添加剂混合而成，性能与注射条件密切相关。在模具设计过程中，有必要根据注塑材料的物理，化学和机械性能确定物理参数的大小，以确保生产出合格的产品。整体塑料具有以下特性：良好的收缩性，流动性，热性能和冷却速率，良好的吸湿性。

2．手机壳材料分析

塑料件使用的材料是PC + ABS，以前的化学名称是聚碳酸酯。其物理性能为:冲

击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘，耐腐蚀，耐磨性好，但自润滑性差，应力开裂倾向差。高温，易水解，与其它树脂相容性差。适用于制造小型仪器零件、绝缘透明零件和耐冲击零件。后者的化学名称是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。其物理性能是综合性能好、冲击强度高、化学稳定性好、电学性能好。具有高冲击性、高耐热性、阻燃性、增强型、透明等级。流量比HIPS略差，比PMMA、PC 等要好，灵活性好。适用于制造一般机械零件、耐磨零件、传动零件、通讯零件。ABS工程塑料一般不透明，有绿色的牙齿，无毒，无味，又硬又硬。ABS工程塑料具有优异的综合性能、优异的冲击强度、良好的尺寸稳定性、良好的电性能、耐磨性、耐化学性、染色性、良好的成型性和机械加工性。定性好、电性能好、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。

2.2.2 注塑材料类型

主要常用的材料为ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC(聚碳酸酯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)。

3.3 手机注塑材料成型过程

注射成型过程包括四个阶段:塑化、填充、保持压力和冷却。塑化是将PC和ABS 在固体状态下加热转变为流体性质的过程。填充是将塑化材料填充到模型腔内的过程。在停留阶段，塑料熔体由于冷却而收缩，但由于塑料仍然处于柱塞或螺杆的稳定压力下，桶内的熔体将不断注入模具型腔，以弥补收缩所留下的缺口。如果柱塞或螺杆停在同一位置，压力曲线会稍微减弱。如果柱塞压力保持恒定，即在熔体进入模具的同时，有少量的向前运动，那么在这一阶段，模具压力保持恒定。冷却时间是一个重要的工艺参数。在保证均匀冷却的前提下，冷却时间越短越好，这是我们冷却优化的目的。

2.4 注塑材料成型工艺条件

注塑成型材料的成型工艺条件包括温度控制、压力控制和时间控制。这三方面对塑料制品的质量有着非常重要的影响。当降低温度时，必须增加压力，以确保塑料进入腔内。如果温度太低，熔体就很难填满空腔。如果温度太高，塑料就容易降解。在设计过程中，必须结合实际的特性来确定三者之间的关系。在完成一个注塑成型周期的过程中，在保证质量的前提下，尽可能缩短注塑成型周期的时间。其中注射时间和冷却时间是最重要的。它们对产品质量有很大的直接影响。注射时间中的停留时间是材料在腔内的压力时间，占整个注射时间的很大比例。停留时间的大小对产品的尺寸精度有决定性的影响。它通常取决于浇口和浇道的结构，以及模具温度和材料温度。

冷却时间主要由塑料的厚度和性能等因素决定。建议冷却时间的结束是模组拆除时不引起任何变化。图中显示了压力、温度和时间之间的关系。

4 雷尼绍测头在手机外壳机床中应用

4.1 手机外壳加工工艺参数制定

1 加工设备的选取

根据加工要求及现有的条件，选用了WG-125工业五轴五联动加工中心，主轴最高转速为12000转/min，转台尺寸为φ125，机床加工精度稳定，能够满足iPhone手机壳的加工需要。

2 加工工工艺参数制定

由于iPhone手机壳的材料为镁铝合金材料，并根据模型各加工区域的结构特点，对其进行加工工艺分析，确定各加工工序使用的刀具及主要切削参数如表1～表3

所示。

手机外壳零件的加工特点是薄壁零件，体积小，重量轻，壁厚小，到处壁厚均匀，不利于原材料的流动，而且容易在外壳之间的间隙产生融合痕迹和气孔。高强度、高精度产品，表面光滑，无熔线，应力均匀。产品不仅要求加工精度高，而且要求零件具有高的一致性和互换性。主要考虑的是注塑成型后手机机箱的上下部分。两壳的定位和紧密度。手机外壳材料为PC + ABS，一般认为是弹塑性材料。其参数为:屈服强

度80MPa，密度1140kg / cm3，弹性模量2.50GPa，泊松比0.3，手机套。厚度为1.0mm，外形尺寸为153×54×7.25，手机整体质量为80g。形状结构比较复杂，四周都是圆角。要求塑件表面美观、光滑，无明显焊接痕迹、银丝及流动痕迹，无明显翘曲变形。塑件两侧均有侧孔，需要侧抽芯机构。可设置侧芯，由侧滑块和斜导柱驱动，分型方便。另外，为了使塑件顺利脱模，必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的脱模坡。塑料件的边角尽量采用圆弧过渡，增加塑料件的强度，提高填充的流动性，同时增加美观度。

4.2 手机外壳模具支架选用

模具是工业生产的基础工艺设备。模具在很大程度上决定了产品的质量和效率以及开发新产品的能力;在电子、汽车、电机、电器、仪表、电器、电器和通信等行业，60%至80%的零部件依赖于模具成形。我国模具的基本情况分为10类。其中冲压模具和塑料成型模具占主要部分。根据输出值来计算的，目前中国的冲压模具约占50%，塑料成型模具约占20%，拉丝模具(工具)约占10%，塑料成型模具的比例在世界上发达工业国家和地区一般占所有模具输出值。超过40%，差距就大了。模具制造零件所体现出的高精度、高复杂性、高生产率、低消耗等特点是其他加工制造方法所无法比拟的。由模具生产的最终产品的价值往往是模具本身价值的几十倍或几百倍。模具生产技术水平已成为衡量一个国家产品制造水平的重要指标，在很大程度上决定了一个产品的质量、效率和新产品开发能力。

1 模具支架的选用

模具支架适用于大批量高精度零件的生产。一般采用专用注塑机进行生产加工，但本设计的模具体相对较小，对塑料件的加工精度要求也很高。因此，不需要使用特殊的注射工具，这样会造成较高的成本浪费。因此，本课题的设计采用了一种简单实用的模具支撑系统。这不仅节约了成本，而且缩短了加工周期，在大批量精度要求高、精度要求高的情况下，可以起到很好的效果。

2 模具支架工作原理

模具支撑部分主要包括:液压缸、推臂、夹头、支架体、导套、导滑块。模具工作时，当模具打开时，液压缸从推臂移动到开模方向，推臂上的夹头在推臂的推动下推动固定的模具座板开模。当模具开到一定程度时，推模臂与推模柱之间的间隙消除，推模臂同时推推推柱推动推推机构将塑料件推出。锁模过程中，液压缸向相反方向移动，拉动推臂向锁模方向移动。同时，回位弹簧推动推板复位顶出机构，直至锁模完成。模具夹紧一般分为四部分:快模夹紧、慢模夹紧、低压模保护和高压模夹紧。高

压装夹完成后开始注射。在注射过程中，熔融的塑料填充模具型腔。当型腔被填满时，压力急剧上升，所以注射的末端也被称为挤压段。

4.3雷尼绍测头在手机外壳机床中的功能

1.手机外壳机床A、C轴检测

在CRH380高速动车组车体生产线上，加工设备多采用五轴数控手机机壳机床。在实际生产中，手机机壳机a和C两轴的误差会导致加工后工件的形状和尺寸误差。由于五轴数控手机机壳机床电主轴比较复杂，A轴和C轴的转角误差测量比较复杂。传统的检测方法是在主轴上安装一根标准的测试杆，用百分表找出上下两点的差值，并计算角度误差。如图所示。

这种主轴检测方法繁琐、耗时，不适合频繁检测。因此，将自动探测点回路与三角函数相结合，可以解决探测困难的问题。，将轴检测:一个标准块安装在一个合适的手机住房机床的一部分，标准块上的任何点，使探针测量其协调价值在A0C0 R5，并测量其协调价值在A0C180 R6，然后线性误差R19 = (R5 R6) / 2，距离中心旋转的轴的端面轴是301毫米，探针的长度是228.7毫米，也就是说，总长度为529.7毫米。如果A轴上没有误差，则无论C轴如何旋转，A轴的位置不变，即R5 = R6，角度误差为0;如果A轴有误差，则以A轴的旋转中心形成直角三角形，利用三角函数计算A轴的实际旋转误差为R8 = Asin (R19 / 529.7)。

2 工件自动找正

根据传统工艺的要求，在加工前安装定位元件并对工件进行校正是一件繁琐的工作。然而，在840D数控系统中使用Renishaw探头，它可以通过测量被分配到零点偏移，工件可以直接被加载到工作台，不需要精确定位。即:根据加工图对工件进行

工艺分析，确定工件的零位，并建立一个粗略的零位。粗略的零点不需要精确。同时，在建立粗糙零点时，不需要确定平行于X、Y轴的分量。在此基础上，调用测量程序，在工件的基础上测量两点，得到两点的坐标值，即(X1，Y1)，(X2，Y2)。可以计算工件安装位置之间的角度和手机外壳机床坐标系，这个角值写入工件坐标系、工件的正确的零点，得到准确的零点偏移，然后执行工件加工程序完成工件的加工。4.4 雷尼绍测头手机外壳数控加工的实际应用

1 手机外壳测头细分

1 ）手动测座

一系列固定的及手动可转位测座，用于连接触发式测头和机器轴套，可灵活地对复杂部件进行检测。

2）三坐标测头

MH20i：适用于TP20测针模块的可重复定位测座；

MH20：适用于TP20测针模块的定位测座；

MH8：适用于M8螺纹固定测头的可重复定位测座；

MIH(S)：具有内置LCD位置显示器的可重复定位测座；

PH1：具有偏置测头底座的定位测座；

PH5/1：具有五个测头插槽和B轴转位的固定式测座；

PH5：具有五个测头插槽的固定式测座；

PH6：具有一个测头插槽的固定式测座；

PH6M：具有自动铰接的固定式测座。

3）机动和自动测座

机动可重复定位测座可将测头放置在720个位置中的一个，所以可以在多个角度下进行测量。测座的这种重复性使这些位置可以重新调用，无需重新标定，节省了操作时间，并能够在最合适的角度上使用测头，达到最精确的结果。

PH10机动可重复定位测座：可重复定位测座系列（PH10M、PH10MQ和PH10T）有轴套式安装和测头式安装两种选项

4）伺服测座

机动伺服测座提供无限制的角度位置，适合水平测量臂坐标测量机。

5 ）触发式测头

触发式测头测量离散的点，是检测三维几何工件的理想选择。

Renishaw提供品种齐全、具有理想性价比的系统，既可在手动坐标测量机上进

行简单的性能检测，也可在数控高速机器上进行复杂轮廓测量。

TP20测头：具有模块交换功能的紧凑型机械式测头；

TP200测头：具有模块交换功能的紧凑型应变片式测头；

TP6(A)测头：具有M8和自动铰接固定选项的坚固机械式测头；

TP7M测头：具有自动铰接的应变片式测头；

OTP6M测头：用于检测软材料的光学触发式测头；

TP2/TP1S(M)测头：传统触发式测头。

6）扫描测头

扫描测头是微型测量仪器，每秒能够采集几百个表面点，可以测量形状、尺寸和位置。扫描测头也可用于采集离散点，与触发式测头类似。Renishaw提供了一系列解决方案，供各种尺寸和配置的坐标测量机选用。

SP25M测头：具有扫描和触发式模块的25 mm直径扫描测头；

SP600测头：高性能检测、数字化和轮廓扫描；

SP80测头：轴套安装式扫描测头，用长测针提供一流的性能。

2 扫描原理

扫描测量提供了从规则型面工件或其他复杂工件上高速采集形状和轮廓数据的方法。

触发式测头可采集表面离散点，而扫描系统则可获取大量的表面数据，提供更详细的工件形状信息。因此，在实际应用中如果工件形状是整个误差预算的重要考量因素或必须对复杂表面进行检测，扫描测量可谓理想之选。扫描需要根本不同的传感器设计、机器控制和数据分析方法。Renishaw扫描测头独具特色的轻巧无源机构（无马达或锁定机构），具有高固有频率，适合高速扫描测量。分离的光学测量系统直接（无需通过测头机构中的叠加轴）测量测针的变形量，以获得更高的精度和更快的动态响应。

扫描测头提供连续的偏移量输出，与机器位置相结合，从而获得表面位置数据。进行扫描测量时，测头测尖开始与工件接触，然后沿工件表面移动，采集测量数据。在整个测量过程中，须将测头测针的偏移量保持在测头的测量范围内。要想取得最佳测量结果，需要传感器与机器控制紧密集成，以及先进的滤波运算，以将合成数据转换为可用的表面信息。扫描驱动算法适用于工件轮廓测量，改变扫描速度使之匹配曲率的变化（表面越平，速度越快），然后调整数据采集速率（表面变化越快，采集的数据越多）。

3 机床测头编辑

Renishaw测头解决方案能够节省90%辅助时间并改进过程控制。

Renishaw提供对刀、刀具破损检测、工件找正、序中测量和首件检测解决方案，并可自动更新刀具偏置。

节省时间。降低废品率。保持竞争力。

1）用于工件找正和工件检测的机床测头

Renishaw测头系统是一种创新的解决方案，可以提高您的机床效率。

数控加工中心和车床上的触发式测头可用于识别并设定工件、对特征进行序中测量以进行适应性加工，并确认成品工件的尺寸。节省时间。降低废品率。保持竞争力。

2）加工中心用解决方案

OMP40-2：精巧型测头，电子组件微型化，不影响性能；

OMP60：先进的调制光学传输，通过Renishaw TriggerLogic?，采用简单的测头配置，传输距离在6m以上；

OMP400：精巧型三维测量，三维性能极佳，能够测量立体表面，同时维持很高的精度；

RMP60：FHSS（调频）无线电传输，没有通道选择要求，工作距离长达15m；

RMP600：高精度测量，小型高精度触发式测头，适合对多种加工中心进行三维测量。

3）车削/磨削中心用工件检测测头

LP2 / LP2H：高性能紧凑型测头，高性能紧凑型测头，适合检测和对刀应用；

LTO2S：安装在刀塔上的工件检测测头，用于LP2和LP2H测头的刀塔安装式紧凑型光学传输系统；

LTO2T / LTO3T：直柄式安装，用于LP2和LP2H测头的直柄安装式紧凑型光学传输系统；

MP250：应变片式测头，MP250是世界上第一款用于磨床、采用Renishaw的创新RENGAGE?技术的应变片式工件检测测头。

4）工件找正的效益

使用测头可以省去昂贵的卡具，避免用千分表手动找正的不便。安装在加工中心的主轴和车削中心的刀架上的测头，带来以下益处：减少机床停机时间；自动卡具、

工件校正和旋转轴设定；消除手动设定误差；降低废品率；提高生产力和批量产品尺寸的灵活性。

5）在机工件检测的效益

在主轴及刀架上安装的测头也可用于序中测量和首件检测—手动测量依赖于操作人员的技能，而将工件移到坐标测量机上检测的方法往往不可行。测头检测的效益包括：通过自动修正偏置值进行序中工件测量；增强无人加工的可靠性；适应性加工，提供过程反馈，减小变化；利用自动偏执更新进行首件检测；缩短等候首件检测结果的停机时间。

6）对刀及刀具破损检测

雷尼绍探针系统是一个创新的解决方案，提高了机器效率。

刀具设置允许您在开始切割之前测量刀具的尺寸，并在机器操作期间检查刀具损坏或破损情况。节省时间。降低报废率。保持竞争力。加工中心解决方案NC4:独立系统(模块类型)、非接触式刀具设置、刀具破损检测;

NC4:固定探头(紧凑型)，非接触式刀具设定，刀具破损检测;

TS27R:接触式刀具对刀和刀具破损检测，加工中心标准对刀探头;

TRS2:快速非接触式刀具破损检测，单面设备，通常能在1秒内识别出旋转刀具的存在;

OTS:接触式无线对刀及刀具破损检测，OTS采用光信号传输，可在机床工作台进行无线操作;

HPRA:高精度插刀整定臂，插刀整定臂安装重复性好，使用RP3探头;

HPPA:高精度下拉刀臂，手动下拉刀臂，可重复安装精度高，使用RP3探头;

HPMA:高精度移动对刀臂，全自动对刀臂，高重复定位精度，使用RP3探头;

RP3:高精度对刀臂的对刀探头，紧凑的五轴对刀探头，非常适合对刀应用;

LP2:高性能紧凑型探头，高性能紧凑型探头，适用于检测和刀具安装。

RP3：用于高精度对刀臂的对刀测头，紧凑型五轴对刀测头，对刀臂应用的理想选择；

LP2：高性能紧凑型测头，高性能紧凑型测头，适合检测和对刀应用。

目前大量的数控设备都配备了雷尼绍测头，使用测头可以对工件进行自动找正、序中测量、序后检测，既能缩短工件的准备时间，提高机床的可利用时间，又能减少因手动找正误差引起的工件报废。在第一次使用测头、更换了新的探针、探针变形或者测头发生碰撞以及机床机械精度或定位精度调整后，测头必须重新进行标定。以西门子840D系统以及海德汉iTNC530系统为例，介绍雷尼绍测头的标定方法。一、西门子840D系统测头标定方法雷尼绍公司提供3个与测头标定有关的标定程序L9801（标定测头长度）、L9802（标定测头测针的偏心值）、L9803（标定测头测球的半径），同时为了保护测头在移动过程中与其他部件发生干涉损坏测头，提供了程序L9810（保护定位移动）。以宁波海天HTM-80H设备为例，介绍西门子840D系统测头标定方法。根据测头相应刀补号编写标定程序，假定测头为1号刀，使用1号刀沿，标准环规的内孔直径为49.999 mm，环规的中心坐标放在G54。编辑标定程序L9800如下：以西门子840D系统以及海德汉iTNC530系统为例，介绍雷尼绍测头的标定方法。雷尼绍公司提供的3个与测头标定有关的标定程序L9801（标定测头长度）、L9802（标定测头测针的偏心值）、L9803（标定测头测球的半径）以及L9810（保护定位移动）程序。

L8000

T01M6；选择测头并调出

D1；调用1号刀沿数据

M19；主轴定向

G90 G80 G40 G0

G54 X35.Y0

Z200

M47

R26=30 R09=3000；R26表示Z轴位置，R09表示进给率

L9810；保护定位移动

R20=1 R14=1 R26=0；R20表示刀具号，R14表示刀沿号

L9801；标定测头长度

R24=0 R25=0；R24表示X轴位置，R25表示Y轴位置L9810

R26=-7

L9810

R07=49.999；R07表示环规直径

L9802；标定测头测针的偏心值

R07=49.999

L9803；标定测头测球的半径

R26=200

L9810

M46；测头关闭

M30

将进给速度倍率调低，单步执行L8000，直至最后结束。顺利完成一次运行后，将进给倍率调至100%，再重新执行一遍L8000程序，即完成了测头的标定，可以正式使用测头进行测量了。雷尼绍测头的标定是标定测头长度、测头测针的偏心值以及测头测球的半径。通过西门子840D系统和海德汉iTNC530系统测头标定方法对比可以看出，海德汉iTNC530系统使用的是图形化、对话式的标定方法，标定起来更加的简单方便。

结论

采用雷尼绍接触式测头，通过对模具加工、3C加工及精密测量方面的实际应用来详细说明在线测量技术在数控机械加工中的应用。

在精密模具加工中，传统管控刀具让刀和磨损的方法就是所谓的“经验”，经验失效时，就需要上机返修。尽管这种事情不是每件产品都在发生，但一旦出现一件，浪费的时间足够再加工2件产品。在机测量系统可以实现加工余量的在机检测，分析每道工序的余量分布，余量稳定了，模具生产的稳定性就会大幅提升。3C及机械零件加工行业中，在无法保证来料合格的情况下，可以运用雷尼绍在机测量技术通过平面度、位置度和尺寸测量等检测功能对来料进行检测，以确保合格的产品进入下一道工序。设置Z向跟随探测，可以保证产品上下倒角外轮廓被探测时与上表面的相对距离不变，减小产品上下倒角外轮廓XY向探测数据的误差，从而保证更加精确的XY 向轮廓补偿。雷尼绍在机测量技术可以应用于精密产品加工后的产品尺寸误差和形位误差的检测，可部分替代专业测量设备的产品检测环节。该技术不仅可以减少产品周转环节，提高工厂生产效率，而且通过提高抽检比例或实现全检，以及依据当前检测结果进行重工和自动补偿加工后续产品，可以有效提高产品良率，为工厂带来实实在在的经济效益。雷尼绍在机测量技术是一套完整的技术解决方案，它不仅能测量计算CNC加工每个阶段的实际偏差，而且能依据偏差实现自适应的在机补偿，从而改善加工品质和良率。在机测量系统也能部分替代线外测量系统，减少测量周转时间，提升企业工厂的生产效率。在生产过程中，尺寸精度是造成品质不稳定的主要原因，比如尺寸超差、尺寸离散度大。为了解决尺寸问题，关键是管控CNC段，这是管控尺寸问题的核心所在。按照构成要素分解，CNC段的尺寸问题主要来源于来料尺寸、夹具形变、夹持变形、刀具尺寸、环境温度、切削液温度、机床精度等7个方面。对生产管理来说，比较有难度的是如何在具体的生产阶段中分析问题的根源，并形成一种行之有效的管控措施，在机测量的应用价值就是，改变了原有尺寸管控模式，实现了过程尺寸误差的数据化和测量的自动化，这也是智能制造在尺寸管控方面的实现措施。其实，雷尼绍在机测量技术不是一项通用化的技术，它是一种基于在机测量系统的服务，是一种定制化的服务，针对具体的产品和需要解决问题，都要设计和实施不同的测量方案（DFM）。

本文主要阐述了雷尼绍测头在手机外壳铝合金车体加工中的机床检测，工件自动找正的应用。雷尼绍测头与R变量的使用不仅可以避免重复编程，节省编程、调试时间，提高编程效率，降低编程差错率，而且还可以为相似、特殊零件的数控编程起

到很好的指导作用，降低操作者劳动强度，提高企业经济效益。

雷尼绍CNC探头编程步骤 V01

雷尼绍探头使用介绍 第一章探头程序编程 第一节编探点程序 1.定原点，找各探点坐标值 先在UG软件里定好工件坐标系原点，然后用UG软件将需要探点的位置的点（X Y Z）找出来，记录下来，以编探点程序用。 2.编探点程序（探点程序的名字自己定如：O6666） 探点程序里面控制探头的移动需要调用两个重要的探头运算程序O9810 和O9811。探点程序格式案例：(以下是编探Z点的案例) % O6666(PROBE) G91G28Z0 G90 G0 G17 G40 G49 G69 G80 M6 T11 （探头装在 T11刀座上，换 T11 号探头到主轴上） G90 G00 G54 X-18. Y50. （快速定位到到G54坐标系中的要探点的第一个点上方） M19 (S_ ) (主轴定位，S是让主轴转一个角度，如果是探Z轴方向的点， S就不需要，如果是探侧面，就需要S，即转角度，使探头 在探各侧面时都是使用探针红宝石球的一个面测量，减小 误差） M05 M17 (open probe) （打开探头，这个指令是由接线时接到相应端口决定的） G43 Z50.H11 （建立刀长，即读取探头的长度） G90G00Z50. （探头快速下到Z50.的位置） N1(Z+ POINT1) （测第一个点的Z值） G65P9810 X-18. Y50. F3000. （安全快速定位到第一个点的X Y位置，速度为F3000.） G65P9810 Z19. （安全快速定位到第一个点上方的安全的Z位置，速度同 上，此处高度一般离下面要测的点3MM） G65P9811 Z16.08 （安全慢速到达第一个探点的Z位置，另外，此步探完点后， 会自动的返回到上一步Z19.0的位置）

雷尼绍CNC探头编程步骤 V

雷尼绍探头使用介绍 1.定原点，找各探点坐标值 先在UG软件里定好工件坐标系原点，然后用UG软件将需要探点的位置的点（X Y Z）找出来，记录下来，以编探点程序用。 2.编探点程序（探点程序的名字自己定如：O6666） 探点程序里面控制探头的移动需要调用两个重要的探头运算程序O9810 和O9811。探点程序格式案例：(以下是编探Z点的案例) % O6666(PROBE) G91G28Z0 G90 G0 G17 G40 G49 G69 G80 M6 T11 （探头装在 T11刀座上，换 T11 号探头到主轴上） G90 G00 G54 X-18. Y50. （快速定位到到G54坐标系中的要探点的第一个点上方） M19 (S_ ) (主轴定位，S是让主轴转一个角度，如果是探Z轴方向的点， S就不需要，如果是探侧面，就需要S，即转角度，使探头 在探各侧面时都是使用探针红宝石球的一个面测量，减小 误差） M05 M17 (open probe) （打开探头，这个指令是由接线时接到相应端口决定的） G43 （建立刀长，即读取探头的长度） G90G00Z50. （探头快速下到Z50.的位置） N1(Z+ POINT1) （测第一个点的Z值） G65P9810 X-18. Y50. F3000. （安全快速定位到第一个点的X Y位置，速度为F3000.） G65P9810 Z19. （安全快速定位到第一个点上方的安全的Z位置，速度同 上，此处高度一般离下面要测的点3MM） G65P9811 （安全慢速到达第一个探点的Z位置，另外，此步探完点后， 会自动的返回到上一步的位置）

#601=#142 （#142为第一个探点的理论与实际探得的“Z实”的差值， 它是在O9811里面自动计算，然后传递给#142，#142 再将所得的值传递给#601，#601为第一个点Z向要补尝的值） G65P9810 Z20. （安全快速移到安全高度Z20.的位置） N2(Z+ POINT1)（测第二个点的Z值） G65P9810 F3000. （安全快速定位到第二个点的X Y位置，速度为F3000.） G65P9810 Z17. （安全快速定位到第二个点上方的安全的Z位置，速度同 上，此处高度一般离下面要测的点3MM） G65P9811 （安全慢速到达第二个探点的Z位置，另外，此步探完点后， 会自动的返回到上一步的位置） #602=#142 #142为第二个探点的理论与实际探得的“Z实”的差值， 它是在O9811里面自动计算，然后传递给#142，#142 再将所得的值传递给#601，#601为第二个点Z向要补尝的值）G65P9810 Z35. 安全快速移到安全高度Z20.的位置） N3(Z+ POINT1) （测第三个点的Z值） G65P9810 F3000. G65P9810 Z19. G65P9811 #603=#142 G65P9810 Z20. N4(Z+ POINT1) （测第四个点的Z值） G65P9810 F3000. G65P9810 Z16. G65P9811 #604=#142 G65P9810 Z35. ..... ..... ..... N16(Z+ POINT1) （测第十六个点的Z值） G65P9810 F3000. G65P9810 Z16. G65P9811 #616=#142 G65P9810 Z35. (下面是对各探测的点的差值Z设定公差范围，超过了公差即跳转到N20 处执行） #620= （设定公差为，赋值给#620）

雷尼绍侧头的简单安装

雷尼绍侧头的简单安装 Ⅰ.连接 西门子840D数控系统提供了两个独立的测头输入接口，不需要开关或者参数去转换。测头的信号连接到NCU的X121插头上，X121是一个37芯的D型插头，功能接线如下： 注：一般第一测头接工件测头，第二测头接刀具测头。 说明：除连接手轮外的另一根手轮短接线： X1/3黄兰紫绿插到X121的X5 中 X2/4黑棕灰桔插到X121的X10中 跳线设置：S1 S2 S3 S4 全部跳开？？ 1.1关于雷尼绍测头的接线： 刀具侧头：MI 8-4 A10—P242 A11----M028 A12---N24 B1---P242 B2----N24 B3---PE A1---屏蔽A2---M002 蓝色线A3----M003 红色线（查看实际说明书） 电源连接：绿紫接工件测头，绿接正，紫接零。黄兰接刀具测头，黄接正，兰接零。 接收器侧：P242---红色N24---- 棕色和黑色M009----橘黄色2614 测头使能白色 1.2检验连接是否正确 当所有接线完毕后，需要检验刀具测头和工件测头是否完好才可使用。进入MENU SELECT → Diagnosis → PLC Status→ Series startup菜单下： * DB10.DBX107.0 (刀具测头)：默认状态=0，当用手触摸测头，值变为1。表明刀具 测头接线正确。 * DB10.DBX107.1 (工件测头)：默认状态=0，当执行M59指令后，用手触摸测头， 值变为1。表明工件测头接线正确。 Ⅱ配对 1．将电池插入到探头中，并按住探针。显示红绿蓝闪烁>紫紫黄-->红红红--> 红红红闪2．按住探针直到紫紫黄--（无线电开启方式）。 3．按住探针大于4S，出现红红红--（无线电关闭方式或旋转关闭方式）松开探针。 4．按住探针大于4S，直到出现蓝蓝蓝—松开探针（配对模式关闭） 5．出现蓝蓝蓝--后触发探针同时开启RMI即接上24V 接收器出现绿绿绿绿绿 6．灯灭后，断开RMI，再启动，探针同时松开，触发，松开，出现黄红黄红黄 7．不接触探针，使之处于待机状态大于20S，配对结束。

RENISHAW测头系统详细介绍

CMM products technical specification H-1000-5050-16-A

Renishaw’s technology Renishaw stands at the forefront of automated metrology, with the Group’s products providing manufacturers with the ability to machine components accurately, and perform measurement traceable to international standards. Probe technology, allows fast, highly repeatable measurements to be carried out on co-ordinate measuring machines (CMMs). A wide range of automated probing systems has been developed to meet the needs of post-process inspection, for quality control. During the manufacturing operation, probes used on computer numerically controlled (CNC) machine tools provide the measurement capability to automatically control the machining process. This eliminates the need for costly, time consuming manual procedures. Renishaw gives extra capability to CNC machine tools and CMMs by enabling scanning and digitising of 3-dimensional (3D) forms to generate the necessary NC programs to produce either replica parts, or moulds and dies. Renishaw has developed the Cyclone scanning machine and associated software, a cost-effective solution to stand-alone digitising. The revolutionary manufacturing system, RAMTIC (Renishaw’s automated milling, turning and inspection centre), maximises the potential of existing machine tools, enabling milling, turning and inspection on a single machine, together with automated loading and unloading of materials and Introduction https://www.sodocs.net/doc/db398305.html,C machine tools and CMMs benefit from regular volumetric checking by Renishaw’s automated ball-bar and machine checking https://www.sodocs.net/doc/db398305.html,prehensive machine calibration can be undertaken, when necessary,using Renishaw’s innovative laser calibration systems.Renishaw has developed linear scale,laser interferometer and encoder systems for fitting to a variety of machines, to provide axis displacement measurement. Dedicated lengths of rigid scale are not required, since Renishaw’s approach has been to produce flexible scale that can be dispensed from a reel and cut to the required length.Renishaw has also applied its innovatory approach to produce a Raman microscope and accessories for 2D spectral analysis of materials in a non-destructive manner.From its leading market position, the Renishaw Group continues to expand its product range into ever increasing business sectors worldwide. Identifying and targeting new market opportunities has led to the continuous development and introduction of new, highly innovative products which significantly enhance the manufacturing capabilities in a wide range of industries.

雷尼绍测头在SIEMENS系统上的测量循环

任选输入 R2 = b 表面的角度公差例如30度±1度输入 R1 =30. R2 = 1. 示例：R2 = 5设定公差为5度 R11 =h 彼测型面尺寸的公差值祇 示例：对于尺寸50.0 mm +0.4 mm -0 mm 中间尺寸杲50.2 min 公差0.2 mm R11=O2D （对于尺寸公称尺寸是1-968 in +0,016 in -0 in中间尺寸是1.976 in 公差是0.008 in R11 = 0.008） R19^s 更i殳定的零点保直号° 该号码的零点偏置将要被更新. R19 = 0(G500) R19= 1 to R19 =4(654 至G57) R19 = 5toR19 = 99 (G505 至G599) R19= 1000(Jt* 零点偏置｝ 示仙R19 = 3. R20 = t 要被更新数值的刀具偏置号 示例；R20 = 20更新20呂刀具刀沿D1 （默认情况）的刀偏值, R20 = 20.2更 新20号刀具 刀沿D2的偏 置数值" (L981Q)

保护定位（测头融发监控） 肯转开启测头L9832 炭转关I无测头L9833 清理全局"FT参数L9800

输出变量 输出变量-表1

输出变量-表2

该偿承用来获得测头装在刀柄上时的长度、. 该律环用来获得探针的偏心值、 该循环用来获得测球的半径值 测头标定 子程序L9801 子程序L9802 子程存L9803

例1:用内部型面的完整标定 G54X35.Y0 移动到离开中心位萱以便进行长度蘇定 Z100.D01 激活刀沿D1的偏萱定位到100 mm (3+94 in) L9832 旋转开启测头(包括SPOS=0进行主轴定向) L9800 清理全哥R:1参数 R26 = 30 R9 ==3000 保护定位到参考面上方 L9810 R26 = 20,006 R20 = 20.测头长度的标定? L9801 顶面坐标为20.006 mm (7.876 in) R24 = 0 R25 = =0保护定位到中心位置。 L9810 R26 = 5. 保护定位到孔内口 L9810

外发 雷尼绍测头用凯恩帝宏程序调用顺序及说明

雷尼绍测头用宏程序调用顺序及说明 测头使用步骤： 第一步：梯图编写 （2）梯图编写（M78/M79提前在COD表已经定义好，直接调用即可，选手不做；输入点X12.2触发G11.7也是系统做的，选手无需做；选手要做的就是编写M代码触发和断开输出的编写） M78对应PLC地址：R82.5 M79对应PLC地址：R82.6 （3）接线 特别注意：雷尼绍测头打开需要高电平，但凯恩帝输出信号只能是低电平. 首先凯恩帝系统输入的端子定义是X12.0\X12.1\....X15.7，分线器上面没有直接标出输入的名称而是用数字代替，1代表X12.0，2代表X12.1，3代表X12.2，依次类推...... 其次凯恩帝系统输出的端子定义是Y12.0\Y12.1\....Y15.7，继电器板上面没有直接标

出输入的名称而是用数字代替，由于采用继电器板，一个输出口要对应三个端子，1代表输出Y12.0公共端，可以是0V 也可以是24V ，1NC 代表输出Y12.0常闭，1N 代表输出Y12.0常开;2代表输出Y12.1公共端，可以是0V 也可以是24V ，2NC 代表输出Y12.1常闭，2N 代表输出Y12.1常开，依次类推......，17代表输出Y14.0公共端，接24V ，17NC 代 表输出Y14.0常闭，17N 代表输出Y14.0常开，测头开信号直接接在17N 即可 最后了解雷尼绍接线，如下图： 特别说明：雷尼绍测头开启是要输入高电平的Y14.0，但是凯恩帝系统输出均为低电平，此时如果用的普通分线器，只能通过继电器转接；但是如果用的是继电器板，就不用转接了，实际比赛用的是继电器板，所以不涉及外加继电器转接的问题。 （4）诊断

雷尼绍测头系统在西门子840D系统中的应用

雷尼绍测头系统在西门子840D系统中的应用 摘要：本文详细阐述了雷尼绍OMP60测头系统与西门子840D系统加工中心配 合实现夹具与工件测量方法，包括参数设置、测头校正和测量循环的应用。 关键词：雷尼绍测头；OMP60；在线测量；数控机床 1、引言 在加工中使用的测量探头可进一步提高产品精度和质量的保证能力，现加工 设备上使用的测量探头主要有雷尼绍、寻边器、3D测量仪三种，其中雷尼绍具有自动测量、精度高的特点，对该测头及衍生出的在线测量系统的编程应用及其扩 展应用研究和使用经验均比较缺乏，目前应用范围也相对狭窄。本文主要对高精 度测量测头的应用进行进一步研究，扩展了其应用范围及形成规范的测量程序， 提高了产品质量保证能力。 2、测量系统及原理 2.1测头系统连接 OMP60测头系统主要由刀柄、测针、测头和光学接收器组成，光学接收器主 要用于传输和处理工件检测测头与数控系统之间的信号，其用于测量工件的测头 系统连接示意图（图1）。 图1系统连接示意图 2.2 测量原理 测头的工作原理：在测头内部有一个闭合的有源电路，该电路与一个特殊的 触发机构相连接，只要触发机构产生触发动作，就会引起电路状态变化并发出声 光信号，指示测头的工作状态；触发机构产生触发动作的唯一条件是测头的测针 产生微小的摆动或向测头内部移动，当测头连接在机床主轴上并随主轴移动时， 只要测针上的触头在任意方向与工件（任何固体材料）表面接触，使测针产生微 小的摆动或移动，都会立即导致测头产生声光信号，通过电缆向外输出一个经过 光电隔离的电压变化状态信号。 3、测头标定 3.1 标定目的 安装测头至主轴前，必须在加工系统中输入测头的参数，参数包含测球半径、刀具长度、刀具号，在进行标定之前需在机床上将测头探针的跳动调至0.005mm 范围内。 使用前测头必须进行标定测量，因为测头装配在刀柄上测头探针不可能准确 地位于主轴线上且刀具长度测量也存在误差，工件测头只是机床通讯测量系统的 一个组件，系统的每一个部分都能引入一个测针触发位置与报告给机床的位置之 间的常量。如果测头未进行标定，该常量值将在测量中产生误差。标定测头就是 允许测量软件对该常量进行补偿，常量自动存储在数据块GUD6内。 以下情况需对测头进行标定 第一次使用测头系统； 1) 测头上安装新的测针； 2) 怀疑测针变形或测头发生碰撞； 3) 定期补偿机床机械变化；

雷尼绍测头使用经验总结

//优先级别：红、绿、蓝、黑 1.测头刀长 有补偿路径时需要将测头刀长设为基准刀长，且测头刀长不能虚设必须为其实际刀长。由于测头不能在对刀仪上进行对刀，要想利用已知的刀具长度进行计算，只需要在同一个基准面上进行对刀，得到的Z向原点差值即为刀长之差。 1.在刀具设置中将“对刀基准与对刀仪原点间距”和“机外对刀刀长换算参数”清零； 2.使用测头在工件表面对刀，记下机床坐标Z1； 3.换刀，用一把加工刀具在工件表面同样位置对刀记下机床坐标Z2； 4.对刀设为当前刀具刀长，并在刀具设置中记下刀长Z3 5.测头刀长=Z3-（Z2-Z1）； 一般测头比加工刀具长，所以算出的测头刀长的绝对值小于加工刀具刀长的绝对值。 在45系统T213版本的升级说明中给出了刀具参数的设置流程，有些同事只知其然，不知其所以然，其实只要理解了刀具长度的换算关系，不止一种方法可以得到测头刀长。 2.测头使用过程中常见的异常报警 1)b08-c:12位扩展输入信号暂停。可能是测头信号设置错误、接收器被遮挡、在移动过程中碰到障碍物或者电量不足。测头电量不足时，马波斯测头信号灯黄橙闪烁，雷尼绍测头蓝绿或蓝色闪烁。 2)310-0：碰触过程中没有发现任何信号。需要修正测量点位置或者增大探测距离，目前45系统中允许的最大探测距离为40mm。 3)313-100：碰触回退后信号未消除。说明回退距离太小或者搜索速度过大，两者之间的数值关系应为：回退距离=搜索速度/2+0.05。一般建议首次测量速度不小于0.4mm，45系统中默认的是两次触碰模式，即先以搜索速度碰触到工件后再回退一段距离，然后以准确测量速度进行探测，第二次触碰到的位置才会保存在测量结果中；使用单次触碰模式可以提高探测效率，但测量精度会下降，可在一些对测量精度要求不高的情况下使用。 4)311-0：测头信号异常。需要确认当前测头状态是否正确。 5)路径类型与刀具类型不符。探测路径使用的刀具必须与设备参数设置里接触式测头设置的占用刀位一致。 6)数据已经被更新，不能重复更新。检查测量点编号或者数值保存编号是否重复使用。 7)计算源数据无效，不可使用。测量计算中使用了还未探测的点或者未赋值的数值编号。 8)计算源数据不足。计算角度、中心等使用的测量点数不够。 9)尺寸超差。测量结果超出允许的误差范围，若相差数值比较异常需要仔细检查测量点的设置、属性等。 3.测头安全操作及保养 1)测头接线或拆线之前要先断掉电源，接完线后应先检查线路再给机床上电，拆掉测头模块后应在机床配置参数中退选“允许接触式测头”。 2)未经JD45Test调试的测头不能使用，调试正常后最好进加工界面确认一下测头能

雷尼绍测头的应用

1 绪论 1.1 研究背景 随着科技、生产的快速发展，测量技术日益显著。而相当长的时间内，测量基本上是静态的，即测量对象在测量过程中不变化或没有明显变化，同时，测量大多是“离线”的，而不是“在线”的，即不是在生产制造过程中实现。比如，对于生产，离线的静态测量只能对零部件和成品分别进行检测；而对生产加工的过程则无能为力。如果能对生产制造过程加以检测，即进行所谓的“在线测量”，则不仅可以保证产品质量、增加产量，降低消耗、减少成本、提高效率，而且还可以随时监测甚至排除生产中的潜在问题，保证生产顺利进行。 国际上，上世纪60 年代后期开始，在机测量技术便引起了人们的关注。这一方面是由于科技、生产和社会发展的需要，尤其是质量和效益的挑战；另一方面则是由于传感器技术、微型计算机技术、自动控制技术和图像识别技术等的进展，为在机测量的实现提供了必要的条件。1974 年召开的第一次在机测量国际会议，进一步引起了全世界各国的普遍关注，对在机测量技术的开发与应用起了有力作用。 近年来，基于接触式、非接触式等各种测头的在机测量技术在现代工业领域被广泛应用。触发式测头在国外发展较早，技术也都相对成熟，测头的位置坐标主要通过加工设备的控制系统存储，其精度主要取决于加工设备的定位精度。因此，为了得到较高的测量精度，国内外的研究大多都是采用国外的数控系统和加工设备，比如：FANUC 数控系统等而随着国内加工设备的精度提升，此次采用北京精雕控制系统及其北京精雕高速雕刻中心来完成测头的在机测量研究。对于非接触式测量方式，激光扫描法相对成熟，比如国外大多采用FANUC 数控加工中心上配激光测头，使其附加了数控测量功能，实现了三轴机床上的在机测量。 随着加工技术的飞速发展，数控机床在生产中的应用越来越广泛。虽然机床按程序执行，但加工时间短，效率高，但工件对准、检查等辅助加工时间没有缩短，甚至占整个加工过程的1/3 以上。面对这些问题，使用Renishaw 探头不仅避免了重复编程，节省了编程和调试时间，还具有机器测量功能，保证了机床生产和操作的可靠性，保证了产品加工尺寸精度。 1.2 雷尼绍测头在机测量介绍 在数控加工过程中，有很多时间被工件的装夹找正及刀具尺寸的测量所占去。 采用工件测头系统，可在机床上快速、准确测量工件的位置，直接把测量结果反馈到数控系统中修正机床的工件坐标系。若机床具有数控转台，还可由测头自动找正工件基准面，自动

雷尼绍使用手册

雷尼绍中文说明书 山善（上海）贸易有限公司技术部

一. 雷尼绍测头的标定:测头标定是矫正测头球相对主轴中心线的偏差和测头的 长度误差以及探针球的半径误差。 1在以下几种情况下需要标定测头: a 第一次使用测头时。 b 测头上安装了新的探针。 c 怀疑探针弯曲或测头发生碰撞时。 d 周期性地进行标定以补偿机床的机械变化误差。 e 如果测头柄的重新定位的重复性差。 2 将已知内孔经的Master （随测头一起标定用的标准块）置于工作台且靠近 主轴的一边。 a. 如图一所示用千分表将Master 沿着X 方向拉平后水平的固定在台 面上; b. 用千分表找正Master 标位置(将其置于G54X- Y-中）; c.在主轴上安装验棒(Testbar),移动 Z 轴并用块规测量master 的位置如 图二所示 d.使w 轴在原点位置，譬如 Testbar 长度=350.311mm 块规长度=30.00mm 此时Z轴机械坐标为-1148.291mm （图一） （图二） e.设定标定时用的工件坐标系Z=-1148.291+(-30.0)+（-350.311） =-1528.602mm(将其置于G54Z--) f.执行T1M06(因为预先设定T01为测头专用)； g.将测头安装到主轴上,擦干净测球并用千分表测量测球的跳动，如果跳 动大需要重新调整（测头柄上四个方向均有调整螺丝）； h.测头每次安装到主轴孔内时必须一致即不能旋转180度再安装,为了避 免误差; 3.完整标定测头需要O9801、O9802及其O9803或者O9804程序 标定程序依次说明: 1．(O9801)测头长度的标定:

哈斯-雷尼绍测头探针系统使用指南20110214

哈斯、雷尼绍 测头探针系统使用指南 VQC雷尼绍测头模板 使用HAAS/雷尼绍测头可以简化测头程序，并且可以定制，包括5部分：主轴探头1-9，主轴探头10-18，刀具偏置，测头校验，帮助。

这包括最近发放哈斯机床探针（由雷尼绍制造）设置模板。 因为没有人知道如何使用，很多测头使用率低，并且说明书非常复杂。 哈斯VQC探针系统包括一个主轴探头，工具设置探头，探头接收和Renishaw软件（约49k ，9000宏）。 它大大简化了编程和设置和使用的探针。 创建的程序调出所需的宏子程序。 样板被分成4个种类显示。因为15个类别的限制，在VQC模板中这是一个单独的程序（O09910）。 程序文件“vqcpsmei.pgm”包括42个子程序。 附带的雷尼绍软件给有编程/探头的经验的人提供了完整的探测能力。 注：帮助是一个新的类别，显示在软件更改。 如果您已经加载规则的铣床VQC模板（VQC进入方法：MDI模式下按程序键两次，选择VQC），你可以按到程序清单。然后，您可以选择探头模板（O09996）。 注：通常有一组数目的宏用来探针。这些都是9000系列程序。 通过选择方案9996你会得到探针模板所示。

Here you can see the five categories of the Probe Templates. If we select the first category (by pressing WRITE/ENTER) we get these templates (next slide): 在测头模板中可以看到5个分类。 如果我们选择第一类（按写入/回车），我们得到这些模板（下图）：

雷尼绍测头的应用

1 绪论 1.1研究背景 随着科技、生产的快速发展，测量技术日益显著。而相当长的时间内，测量基本上是静态的，即测量对象在测量过程中不变化或没有明显变化，同时，测量大多是“离线”的，而不是“在线”的，即不是在生产制造过程中实现。比如，对于生产，离线的静态测量只能对零部件和成品分别进行检测；而对生产加工的过程则无能为力。如果能对生产制造过程加以检测，即进行所谓的“在线测量”，则不仅可以保证产品质量、增加产量，降低消耗、减少成本、提高效率，而且还可以随时监测甚至排除生产中的潜在问题，保证生产顺利进行。 国际上，上世纪60 年代后期开始，在机测量技术便引起了人们的关注。这一方面是由于科技、生产和社会发展的需要，尤其是质量和效益的挑战；另一方面则是由于传感器技术、微型计算机技术、自动控制技术和图像识别技术等的进展，为在机测量的实现提供了必要的条件。1974 年召开的第一次在机测量国际会议，进一步引起了全世界各国的普遍关注，对在机测量技术的开发与应用起了有力作用。 近年来，基于接触式、非接触式等各种测头的在机测量技术在现代工业领域被广泛应用。触发式测头在国外发展较早，技术也都相对成熟，测头的位置坐标主要通过加工设备的控制系统存储，其精度主要取决于加工设备的定位精度。因此，为了得到较高的测量精度，国内外的研究大多都是采用国外的数控系统和加工设备，比如：FANUC 数控系统等而随着国内加工设备的精度提升，此次采用北京精雕控制系统及其北京精雕高速雕刻中心来完成测头的在机测量研究。对于非接触式测量方式，激光扫描法相对成熟，比如国外大多采用FANUC 数控加工中心上配激光测头，使其附加了数控测量功能，实现了三轴机床上的在机测量。 随着加工技术的飞速发展，数控机床在生产中的应用越来越广泛。虽然机床按程序执行，但加工时间短，效率高，但工件对准、检查等辅助加工时间没有缩短，甚至占整个加工过程的1/3以上。面对这些问题，使用Renishaw探头不仅避免了重复编程，节省了编程和调试时间，还具有机器测量功能，保证了机床生产和操作的可靠性，保证了产品加工尺寸精度。 1.2雷尼绍测头在机测量介绍 在数控加工过程中，有很多时间被工件的装夹找正及刀具尺寸的测量所占去。

雷尼绍测头 机床探头

现代制造业，尤其是精密加工技术的不断发展，对产品定位检测、尺寸测量、工 件精度提出了更高的要求，因此，在数控机床上进行工件在线检测，在精密加工中尤 为重要。 雷尼绍测头是英国雷尼绍公司推出的机床在线测量产品，由测头和接收器两部分 组成，两者通过红外线光学传输，测头是可以看着一个高精度传感器，通过宏程序控 制装在主轴上的测头来移动，当测头触碰工件特定点时，接收器接收到测头的触碰信号，将该信号反馈给数控系统，宏程序在数控系统中获取触碰点的实际坐标值，将实 际坐标值与理论坐标值对比即可。 机床测头主要有以下应用： 1.工件自动分中：机床测头在固定好的工件上，分别测量XY方向工件边缘的坐标值， 即可计算出工件中心的坐标，并将其更新到加工坐标系中，适用于手机壳加工，工艺复杂的精密工件，进行二次装夹再加工等。 2.工件在线测量：在精密加工过程中，判断加工工件是否合格，不合格的工件，可对 工件快速修正，提供工件良品率，以及检测时间。 本文阐述的重点是雷尼绍机床测头在国内安装的乱象。 下图来自雷尼绍官方资料，图中雷尼绍测头接收器标注了5个LED指示灯代表的含义，依次是开启指示灯、电池电压低指示灯、测头状态指示灯、错误指示灯、信号指示灯。 这些指示灯有效地防止机床测头、甚至主轴被撞。 造成被撞的原因主要有测头电池电压低，测头与接收器之间的信号干扰。

电池电压低情况：在测量过程中，机床测头的电池没电了（由电池供电），会造成当测头触碰工件时，接收器无法接受到测头触碰信号，主轴继续一直移动，则是就发生撞机。 信号干扰情况：在测量过程中，机床测头与接收器之间的信号中断（比如：工件遮挡），同样会造成接收器无法接收到测头触碰信号，造成撞机事故。 故要在安装过程中要实现测头电池电压低报警、信号干扰报警来防止撞机事故。但目前国内90%已经安装的测头，并没有实现以上两点功能。

雷尼绍mcp测头说明书

Kit Contents. Picture shows MCP Kit 1. MCP Kit 1(HK-0100-0001) MCP Kit 2(HK-0100-0002) MCP Manual Probe (A-1311-0096) 1 off 1 off PL1T cable (A-1016-0004) 1 off 1 off M3 ?1x21mm Stainless Steel Stylus (A-5000-3551)- 1 off M3 ?2x21mm Stainless Steel Stylus (A-5000-3552) 1 off 1 off M3 ?3x21mm Stainless Steel Stylus (A-5000-3553) 1 off - Renishaw (Hong Kong) Ltd T: +852 2753 0638Unit 4, 3/F, New Bright Bldg, F: +852 2756 8786 11 Sheung Yuet Rd, Kowloon Bay,E: hongkong@https://www.sodocs.net/doc/db398305.html, Kowloon, Hong Kong https://www.sodocs.net/doc/db398305.html, MCP Kit Data Sheet.

MCP Manual Probe Specification. Suitable interface Standard touch trigger interface e.g. PI4-2 Sense Directions±X, ±Y, +Z Unidirectional Repeatability (maximum mean 2σ at stylus tip) * 0.75 μm Pretravel variation (XY plane) *±1.5 μm Trigger force (fixed)12 g Stylus mount M3 Probe status LED Probe signal connection 5 pin Din Overtravel protection Z 5 mm XY±20 degrees * 21mm stylus using Renishaw PI4-2 interface. PL1T Specification Length0.26M to 0.7M (coiled cable). PL1T cable connections.