CNC数控机床在线检测技术
数控机床在线测量技术
数控机床在线测量技术通过在线测量系统实现零件加工后保持位置不变、直接对零件进行测量的技术被称之为在线测量技术，在我国的数控零件的加工制造过程中，数控加工在线测量技术得到了广泛的应用与推广。
基于此，本文就从测头定位、加工余量自动分配、加工过程监控和加工结果检测等方面对在线测量系统的应用进行了论述与分析。
标签：数控加工；在线测量；应用分析加工中心作为一种高效、高精度的制造装备在制造企业中得到了广泛应用，而且正朝着高精度、高效率、开放化、智能化、复合化的方向发展。
当前，数控机床在线测量技术的出现以及其所具备的低成本、高质量、高效率、造作简单等众多优点，得到其机械加工行业的广泛应用与推广，数控加工在线测量技术的研究对我国航空工业生产制造能力提升具有重大的意义。
1、数控机床在线测量的过程1.1 测头定位侧头在定位的时候需要设定三种距离，这样能够使数控机床的在线测量能够工作更加高效，准确度更高。
在每一次测量中需要多次测量触发，这样能够保证测量的正常运行。
1.1.1 预接触距离预接触距离指的是测头到工件的距离，工件上的取点是表面工程尺寸上接触点的距离。
测头在进入预接触距离之前做快速运动，进入预接触距离之后就做匀速运动。
如果测头对其进行测量，不能够在工件快速进行时测量，这样的测量不准确，要在工件进入预接触距离之后进行测量。
1.1.2 搜索距离该距离设定了测头从零件的公称尺寸开始进入被测零件材料内部方向的最大距离。
在搜索距离中，测头有可能会触发，如果测头被触发，那么测头被触发的位置就会被当做一个坐标被机床锁定。
在搜索距离阶段，测头应以给定的测量速度运动。
1.1.3 回退距离该距离是测头接触到被测表面后沿反方向回退的距离。
测头在接触工件的表面时，速度一直是匀速的，由于物体都会有惯性，所以如果一直向前运行那么测头会被折断，所以设置一段回退距离，当测头接触工件的表面时会后退一段距离，并且，还要保证回退距离必须足够大，从而保证工作的正常运行以及测头的安全。
数控机床在线测量技术与误差分析
数控机床在线测量技术与误差分析
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现代制造工业的发展，对数控机床的在线监测技术提出了更高的要求，要实现数控机床高精度的在线监测，应对监测系统的组成、工作原理及主要误差进行仔细地分析，才可能尽量避免误差，或根据这些来源情况采取相应的措施，以对误差进行补偿，实现计算机辅助数控机床高精度在线测量。
一、在线测量技术的重要性
在线测量是加工测量一体化技术的重要组成部分，是保证产品质量和提高生差率的重要手段。
在超精密加工中，机床的精度比一般测量仪器和三坐标测量机的精度还高，如果把机床和合适的测量系统有机地结合起来，即可实现零件加工，又可实现工件精度的在线测量。
二、数控机床上的在线测量
可以结合测针的锄头与工件的具体位置关系，利用机床主轴的坐标值换算出工件被测量点的相关坐标。
再根据各坐标点的几何位置关系进行相关计算，便可以获得最终的测量结果。
三、在线测量师并行工程的思想体现
通过使用在线测量来代替离线测量，使得在线测量的效率和精确度得到保证的条件下，使质量检测过程更靠近加工过程，从而保证了共建从加工设备上卸下的时候就是合格品。
边加工边测量，即使发现问题及时处理，这也是并行工程的思想体现。
数控机床切削参数的在线监测与调整
数控机床切削参数的在线监测与调整数控机床是一种自动化程度高、灵活性强的现代化切削设备，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车和家电等行业。
在数控机床加工过程中，切削参数的选择和调整是保证零件加工质量和生产效率的关键因素之一。
然而，由于切削参数的多样性和复杂性，使得传统的人工调整方法变得困难和耗时。
因此，在线监测和自动调整数控机床切削参数成为现代制造业中的一个重要研究课题。
数控机床切削参数的在线监测和调整有助于实时监测加工过程中的切削参数，及时发现并修正可能导致加工缺陷的问题。
通过使用传感器和在线监测系统，可以实时测量和监控切削力、切削温度、刀具磨损等参数。
这些数据可以反馈给控制系统，通过自动化算法进行实时分析，以便调整切削参数并实现最佳加工效果。
在线监测系统可以通过实时采集和处理切削参数数据，快速识别切削过程中出现的问题。
例如，当切削力超过设定阈值时，系统可以自动调整切削速度或进给速度，以避免刀具断裂或加工质量下降。
当刀具磨损达到一定程度时，系统可以自动替换刀具或调整切削条件，确保加工精度和表面质量。
通过在线监测和调整，数控机床可以实现自动化生产，提高加工效率和产品质量。
在实际应用中，数控机床切削参数的在线监测和调整需要综合考虑多个因素。
首先，选用合适的传感器进行数据采集，确保数据的准确性和可靠性。
其次，建立切削参数与加工质量之间的关联模型，通过数据分析和算法优化，确定最佳的切削参数组合。
同时，结合实际生产需求和工艺要求，制定适当的切削策略，实现优化加工。
最后，在线监测和自动调整系统应具备良好的稳定性和可靠性，以确保系统的实时性和准确性。
数控机床切削参数的在线监测和调整在提高生产效率和产品质量方面具有重要意义。
通过实时监测和调整切削参数，可以避免由于材料、刀具磨损等因素引起的加工缺陷和质量问题。
同时，通过自动化调整切削参数，可以减少人工操作和干预，提高生产效率和生产线的稳定性。
此外，在线监测和调整系统还可以实现生产数据的采集和分析，为生产管理提供科学依据和决策支持。
数控加工在线检测技术及应用
数控加工在线检测技术及应用作者：刘渊伟来源：《中国科技博览》2019年第08期[摘要]数控机床在线检测技术，实现了在线检测与加工两个过程的紧密结合，是最理想的在线检测技术应用之一。
在线检测技术的应用有利于保证零部件的加工精度和生产效率，切实保证生产零部件的质量。
本文探讨了数控加工在线检测技术及应用。
[关键词]数控加工；在线检测；应用中图分类号：E1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0241-01在线检测是一种基于计算机自动控制的检测技术，其检测过程由数控程序来控制。
在线检测技术作为众多先进制造技术之一，其快速发展与广泛应用有助于我国装备制造业水平的整体提升。
数控机床是当前我国装备制造业领域最重要的生产工具，其被广泛应用于机械零部件的生产。
将在线检测技术应用于基于数控机床的机械零部件生产过程中，对于切实保证机械零部件的生产质量，促进我国装备制造业的健康发展具有重要意义。
1.数控加工在线检测技术机械加工零部件主要有数控机床在线检测、离线检测以及手工检测三种检测方式。
传统的零件测量方法常常采用离线测量。
需把被测零件从加工设备转移到测量设备上，有时在一个加工过程中甚至需要几个来回，使检测工件的费用，超过了工件的加工费用。
因此通过使用在线测量来代替离线测量，使得在线检测的效率和精确度得到保证的条件下，使质量检测过程更靠近加工过程，从而保证了工件从加工设备上卸下的时候就是合格品.在线检测也称为实时检测，是在数控加工中心工件加工的过程中实时对刀具进行检测，并依据检测的结果做出相应的处理的一种检测方式。
在线检测是一种基于计算机自动控制的检测技术，其检测过程由数控程序来控制。
在线检测在加工中心的刀库里装上检测测头，当需要检测时，从刀库里切换测头进行检测，根据检测结果，进一步加工工件。
加工中心在加工具有复杂空间曲面的产品方面有着明显优势。
数控机床在线检测技术，实现了在线检测与加工两个过程的紧密结合，是最理想的在线检测技术应用之一。
CNC机床的远程诊断
CNC 机床的远程诊断功能软件 王玉琪1． CNC 机床的远程诊断在大批量生产的柔性加工线（如，汽车的缸体线、缸盖线、曲轴线等）中，CNC 机床经以太网联网，车间和加工线的生产运行和设备的使用及维护由主机集中进行管理。
为此，对于线上CNC 机床的监控和维护，要求CNC 设备生产厂商提供相应的产品。
FANUC 的“CNC 机床的远程诊断”软件包就是其一。
图1是使用该软件包实施在线远程 诊断的过程。
该产品的开发完成于2000 年前。
初始设计是面向机床制造厂的， 实施诊断的接收服务器与诊断机均放在 机床厂，由机床厂接收客户（使用机床 的加工厂）经互联网（Internet ）提出的 机床诊断请求，并为其实施远程诊断， 再将诊断结果数据传给客户。
正如图中 所见分为三个步骤：①. 传送诊断请求； ②. 接受客户的诊断请求；③. 对机床的 CNC 和PMC 内部状态实施诊断调查。
该软件包经过数次改版后已经相当 完善，广泛用于国外的机械加工 厂中，国内自2006年后建成的汽车发动 机与变速器生产线也陆续安装了该产 品。
当然，在这些生产厂的内部没有必 要用互联网（Internet ），生产线上的机床 与实施诊断的主机均由厂内的以太网联 接。
2． 远程诊断网典型结构远程诊断网路见图2。
图中左侧是最终用户的CNC 机床柔性加工线，各台CNC 用以太网联 接。
右侧是建于机床生产厂的诊断PC 机组，包括：诊断接收服务器和执行任务的诊断机，它们也是用以太网联接。
两侧间经互联网（Internet ）通讯联系（经路由器）。
如果用于加工生产厂内部，就无需使用互联网，左、右侧的两部分直接就用以太网联接。
图1 经互联网的在线远程诊断远程诊断功能对于诊断工作站的硬件配置及工作环境要求其实并不苛刻，见下表所述。
表1 远程诊断工作站的工作环境要求图2 远程诊断的硬件结构3． 实施诊断的功能软件在上述硬件配置的环境下，运行远程诊断软件包对客户的机床实施在线诊断。
数控系统中在线测量技术的应用
更好地保证加 工质 量，促进加 工测量一体化的 发展 。
ＮＣ在线测量技术 的应用优势 ： （１）杜 绝 ＣＮＣ机 床 因两 次 装夹 工件 进
行修 复造成 的浪 费。 （２）彻 底杜 绝 废 品，实 现 ＣＮＣ加工 下
线 前 的 １００％ 检 测 。 （３）将批量 生产的首件 加工 、对 刀、程
自动化控 制 ● Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ
数控系统 中在线测量技术 的应 用
文 ／马 长辉
在线 测量 ，简 而言之 是 加工 与测 量在 同
除此 之外 ，测头 的 半径 误差 也是 一个 主
文章介 绍 了传统 测量局 限性 ， 在 线 测量技 术 应用 及在 线 测量误 差 来 源及误 差 分析 ，在 线测 量技 术将受到越 来越 广泛应 用。
发展 ．高精度 、复杂 大型零件的加工与精度评 ２．２ 测 量 过 程 价成为业 内关注 的突出问题，通常这类工件产
得到检测 系统所 反馈的信息，从而能及时修正 系 统误差和 随机误 差，以改变机床 的运动参数 ，
品需经过多次 的加工一测量一修 整，才能满足 设计要求 。加工 中心作为一种高效、高精度的 制造装备在制造企业 中得 到了广泛应用，而且 正朝着高精度 、高 效率、开放化、智能化、复 合化的方 向发展 。尽 可能地 在一台加工中心上 利用一次装卡完成全 部或 大部分的加工任务， 以保证工件位置精度 ，提 高生产 效率成为业 内 共识。加之人们对工件加 工的高精度、高效率 的不 断追 求 ，ＣＮＣ在 线测 量技 术在 加工 制造 中受到越来越广泛 的应用 。
动测量 ，避免 了由于多次装夹而 引起的误差 ，
在线 检测 系统 是利 用测 头与 待测 物体 的
数控机床在线检测技术
数控机床在线检测技术发表时间：2005-12-29 张晓峰来源：《CAD/CAM与制造业信息化》关键字：数控技术机床在线检测本文对数控加工在线检测系统的组成、工作原理、编程方式及仿真等方面进行了简要介绍。
文章中的许多内容都是些概要性的解释，对大家了解该领域的技术内容很有帮助。
数控机床是现代高科技发展的产物，每当一批零件开始加工时，有大量的检测需要完成，包括夹具和零件的装卡、找正、零件编程原点的测定、首件零件的检测、工序间检测及加工完毕检测等。
目前完成这些检测工作的主要手段有手工检测、离线检测和在线检测。
在线检测也称实时检测，是在加工的过程中实时对刀具进行检测，并依据检测的结果做出相应的处理。
在线检测是一种基于计算机自动控制的检测技术，其检测过程由数控程序来控制。
闭环在线检测的优点是：能够保证数控机床精度，扩大数控机床功能，改善数控机床性能，提高数控机床效率。
1、数控机床在线检测系统的组成数控机床在线检测系统分为两种，一种为直接调用基本宏程序，而不用计算机辅助；另一种则要自己开发宏程序库，借助于计算机辅助编程系统，随时生成检测程序，然后传输到数控系统中，系统结构如图1所示。
图1 计算机辅助在线检测系统组成数控机床的在线检测系统由软件和硬件组成。
硬件部分通常由以下几部分组成：(1) 机床本体机床本体是实现加工、检测的基础，其工作部件是实现所需基本运动的部件，它的传动部件的精度直接影响着加工、检测的精度。
(2) 数控系统目前数控机床一般都采用CNC数控系统，其主要特点是输入存储、数控加工、插补运算以及机床各种控制功能都通过程序来实现。
计算机与其他装置之间可通过接口设备联接，当控制对象或功能改变时，只需改变软件和接口。
CNC系统一般由中央处理存储器和输入输出接口组成，中央处理器又由存储器、运算器、控制器和总线组成。
(3) 伺服系统伺服系统是数控机床的重要组成部分，用以实现数控机床的进给位置伺服控制和主轴转速(或位置)伺服控制。
数控机床加工质量的在线监测与控制方法研究
数控机床加工质量的在线监测与控制方法研究数控机床是现代工业中不可或缺的关键设备，它的加工质量直接影响着产品的质量和性能。
传统的加工质量检测方法通常是离线进行的，即在零部件加工完成后，再进行质量检测。
然而，这种方法存在一定的局限性，因为它无法及时发现和解决加工中的问题，导致加工质量无法得到有效控制，从而给企业带来一系列的后果和损失。
因此，研究数控机床加工质量的在线监测与控制方法，对提高加工质量，降低成本，提升企业竞争力具有重要意义。
一、数控机床加工质量的在线监测技术为了实现数控机床加工质量的在线监测与控制，需要依靠一系列的技术手段。
其中，最主要的技术是传感器技术和数据采集技术。
1. 传感器技术传感器技术是实现数控机床加工质量在线监测的基础。
通过在数控机床上安装各种传感器，可以实时、准确地获取加工过程中的各种参数信息，如温度、压力、振动等。
这些参数信息可以直接反映出加工过程的状态和可能存在的问题，为及时调整和干预提供了依据。
2. 数据采集技术传感器获取到的参数信息需要通过数据采集技术进行采集和处理。
在数控机床加工过程中，产生的数据量很大，而且数据种类繁多。
因此，如何高效地采集和处理这些数据是一个亟待解决的问题。
目前，常用的数据采集技术包括数据挖掘、数据融合、数据处理等。
二、数控机床加工质量在线监测方法的研究进展目前，国内外学者们对数控机床加工质量的在线监测与控制方法进行了广泛的研究，取得了一系列的成果。
以下将介绍其中的几种方法。
1. 基于模型的方法基于模型的方法是一种常见的数控机床加工质量在线监测方法。
该方法通过建立数学模型，模拟和预测加工过程中的各种参数和状态，从而实现对加工质量的在线监测。
这种方法的优点是操作简单、计算量小、精度高，但缺点是对加工过程的实时性要求较高。
2. 基于数据驱动的方法基于数据驱动的方法是近年来兴起的一种数控机床加工质量在线监测方法。
该方法是通过对大量历史数据进行分析和挖掘，建立加工过程与加工质量之间的关系模型，从而实现对加工质量的在线监测和控制。
数控机床的在线自动检测技术
加工前：工件、工装的自动定位测量、工件坐标系的自动建立、工 件尺寸的自动检测。
在工程测量中常常需要进行高精度的电压测量，利用可程控的高 精度数字万用表，可以达到 13/2 位的分辨率和测量精度。 可通过嵌入 到 VC 中的 SCPI 指令进行通讯和测量。 这种方法不仅提供 了 友 好 的 测量界面，而且可以提高控制程序的灵活性和可读性。
软件系统由实时操作系统、实时数据库及应用软件、数据采集与 处 理 软 件 、各 类 控 制 软 件 （PID ）直 接 数 字 控 制 、先 进 控 制 软 件 组 成 。 1.4 改善过程控制
使用在线自动测量技术，可在极短时间内设定一组刀具，测头对 刀比手工对刀重复精度高，对零件采取先固定夹紧，然后用测头在机 床坐标系内测量工件的定位基准，根据结果对数控程序的基准进行相 应的坐标偏移和旋转，这样可以大幅度地减少辅助时间，降低劳动强 度，提高工作效率。 旋转对刀，消除主轴径向跳动和刀片高度不同，满 足更高的性能标准或更低的单位成本，保持更高的切削速度，延长刀 具寿命并生产出更高质量的产品。 2.3 省去昂贵的机外对刀仪
3 自动测量技术在刀具破损检测中的应用
2012 年 第 35 期
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
Hale Waihona Puke ○机械与电子○科技信息
数控机床的在线自动检测技术
梁 伟 覃广伟 （桂林航天工业学院 广西 桂林 541004）
数控机床在线检测关键技术研究
数控机床在线检测关键技术研究作者：曹著明贾俊良郭家田来源：《职业·中旬》2016年第05期摘要：在线检测是当今先进制造技术的有效手段之一。
本文介绍了当今先进的制造技术及在线检测技术在工业体系中的发展情况，描述了在线检测的定义、结构、工作原理及其发展趋势。
随着智能制造技术的普及，在线检测技术作为加工制造中的检测、反馈手段，将在制造业中起着越来越重要的作用，它将有效地推动当今装备制造业的发展，为经济社会的发展提供动力。
关键词：数控机床在线检测制造技术随着科学技术的发展，尤其是通信技术、计算机技术、自动控制技术的高速发展，工业信息化水平的提高使得产品的生产周期大大缩短。
装备制造业作为一个跨学科、多领域的产业，在国民经济的发展中起着至关重要的作用。
装备制造业要求相关设备具有高效、高精度、智能化、开放性以及适应性等特点，特别是中国制造2025的实施，表明国家已高度重视制造业的产业升级，来提高社会的生产力，推动社会的可持续发展。
在先进制造技术中，在线检测系统是其中重要的组成部分，它的发展有利于提升整个装备制造业的水平。
在装备制造业中，对于核心零部件的加工精度要求高效、高精度，这就要求在加工过程中对零件进行在线检测来提高零件的精度和效率，保证加工质量和效率。
在线检测技术在装备制造业中起着不可替代的作用，它的快速、优质的发展会使装备制造产业得到更好、更快的发展。
因此，开展数控机床的在线检测研究能有效提升整个国家工业现代化水平。
一、在线检测技术如今检测加工零件的工作主要方式有手工检测、离线检测、数控加工在线检测三种。
数控机床在线检测技术指的是将触发式检测触头安装到数控加工中心的刀具库中，同时将检测触头所安装的刀具位置号设定为特殊的刀具位置号码。
数控机床主轴的旋转不影响检测触头，当数控机床的控制系统发出实施检测工作命令时，数控机床就会将检测触头从刀具库中调出，并控制其按照已设计的检测路径（数控程序）进行零件的检测。
数控机床刀具寿命的在线监测
数控机床刀具寿命的在线监测一、引言数控机床在现代制造业中扮演着重要的角色。
而作为数控机床的关键元素之一，刀具的寿命对加工质量和效率有着重要影响。
然而，传统的刀具寿命监测方法往往存在许多局限性。
为了解决这一问题，在线监测技术被引入到数控机床中，实现刀具寿命的准确监测。
本文将探讨数控机床刀具寿命的在线监测技术及其应用。
二、在线监测技术的原理1. 传感器技术传感器技术是实现数控机床刀具寿命在线监测的基础。
通过在数控机床中安装各种传感器，如振动传感器、加速度传感器和温度传感器等，可以对刀具的状态进行实时监测。
传感器采集的数据可以与预设的阈值进行比较，从而判断刀具的损坏程度和寿命。
2. 特征提取与分析传感器采集到的原始数据需要经过特征提取与分析的过程，以获得更加有效的监测结果。
常用的特征包括振动频率、幅值、温度变化率等。
通过分析这些特征，可以对刀具的磨损状况和寿命进行准确评估。
3. 数据处理与模型建立在线监测系统需要进行大量的数据处理和模型建立工作。
首先，需要对采集到的数据进行滤波、降噪等预处理操作，以去除干扰。
然后，可以利用机器学习算法和统计分析方法建立刀具磨损模型，实现对刀具寿命的预测。
三、应用案例1. 数控车床刀具寿命监测以数控车床为例，通过在线监测技术可以实现对刀具寿命的监测。
传感器安装在主轴和刀具支撑部分，可以实时监测切削力和振动情况。
通过对采集到的数据进行特征提取和分析，可以准确判断刀具的磨损程度，并及时更换刀具，以保证加工质量和效率。
2. 数控铣床刀具寿命监测在数控铣床中，刀具的寿命同样是一个重要的监测指标。
采用在线监测技术可以实时监测刀具的振动、温度和切削力等参数。
通过分析这些参数的变化，可以判断刀具的寿命，提前做好刀具更换的准备工作，从而避免因刀具损坏造成的生产停机和资源浪费。
四、在线监测技术的优势1. 实时性强传统的刀具寿命监测方法一般需要停机后进行，无法获得实时的监测结果。
而在线监测技术可以实时采集刀具的状态参数，可以及时预警和处理刀具的异常情况。
数控加工中心在线检测系统的组成及其检测原理
数控加工中心在线检测系统的组成及其检测原理数控加工中心的加工特点是适合大批量工件的精细化加工，在加工时有大量的检测需要完成，包括夹具和工件的装卡、找正、工件编程原点的测定、首件零件的精度检测、工序间检测以及工件加工完成最终的工件检测等。
目前完成这些检测工作的主要方法有手工检测、离线检测和在线检测三种。
其中手动检测和离线检测，需要将工件移植到平台或者三坐标测量机进行检测，这就涉及工件二次装夹定位的问题，使得工件最终的加工结果和测量结果的一致性较差，而且多次装夹将严重影响数控加工中心的加工效率，因此传统的测量方法已不适应现在高精、高效的加工方式，取而代之的是在线检测。
在线检测也称为实时检测，是在数控加工中心工件加工的过程中实时对刀具进行检测，并依据检测的结果做出相应的处理的一种检测方式。
在线检测是一种基于计算机自动控制的检测技术，其检测过程由数控程序来控制。
具体我们来看一下。
一、数控加工中心在线检测系统的组成简单来说，数控加工中心在线检测系统由软件和硬件组成。
类似于数控加工系统，其硬件部分通常由机床设备、数控系统、伺服系统、测头系统以及计算机辅助系统等组成；软件部分则是利用二次开发技术，实现类似于数控加工编程的在线测量编程，得到驱动数控加工中心实现测量的CNC代码。
1、机床设备机床设备是实现工件加工和检测的基础，其工作部件是实现所需基本运动的部件，它的进给传动部件的定位精度直接影响着工件最终的加工精度和检测的精度。
2、伺服控制系统伺服控制系统是数控加工中心的重要组成部分，用以实现机床高精度的进给和定位，该装置在CNC数控系统的控制下可以实现多轴联动加工，进而实现复杂曲面和异形轮廓面工件的加工。
伺服控制系统的性能是决定机床加工精度、测量精度、表面质量的主要因素。
3、数控系统CNC数控系统是数控加工中心的标准配置，其主要特点是输入存储、数控加工、插补运算以及机床各种控制功能，都是在该装置的控制下通过执行工件的加工程序来实现的。
CNC-OMS工件在线测量系统(压缩版)
CNC-OMS 数控机床在线测量系统自动功能： 测头标定、工件坐标系设定 工件定位、尺寸检测、精度控制、刀补修正 测头碰撞保护CNC-OMS 测量系统是本公司 独立开发的数控机床在线测量系统。
这套测量系统在测头的功能、光电信 号传输技术，在系统的安全性和测量 软件的功能等方面与国外同类先进产 品相同。
这套测量系统专门用于加工中 心，数控镗、铣床，车削中心，数控 车床等。
采用此测量系统有利于提高 生产效率，控制产品质量，降低生产 成本，提高企业竞争力。
应用特点 适用工况：批量生产、单件或小 批量生产中比较复杂的测量要求。
测量应用 加工之前：工件、工装的自动定 位测量、工件坐标系的自动建立、工 件尺寸的自动检测。
加工过程中：工件关键尺寸和形 状的自动检测，刀具补偿值的自动修 正，加工超差报警。
加工结束后：工件尺寸和形状的 自动检测、加工超差报警。
系统的组成 硬件：TP6C红外通讯触发测头、SRA红外信号接 收器、SCA系统控制器电缆、安装架和工具包 软件：标准型测量软件包SPA或：增强型测量软 件包SPA+。
CNC-OMS在线测量系统的特点 多重安全保护：测头电源低压 自动检测和报警、系统对测头实时 跟踪和报警、测头信号多路并联接 收和软件中测头防撞功能。
测头采用充电电源，系统内部 设有快速恒流智能保护充电控制电 路。
系统工作状态由多种声、光信 号指示，所以，也可以用于简单情 况下的手动测量。
系统参数 系统工作电源 测头信号发射距离 输出信号类型 接收器SRA的数量 接收器电缆长度 控制器电缆长度 测头内部充电电源 测头启动方式 测头自动休眠指标TP6C 测头参数指标24 V DC±10% 3m 任选SSR或OTC方式 最多2只 6 m 或 12 m 3m Ni-MH，AAA，600mAh 旋转启动200-400 r/min 任选5/10/20 min测针单向复位精度 0.001 mm 测针最大摆动角度 15° 测针轴向退让距离 5 mm 测球直径 6.0±0.0025 mm 测针径向触发力 38~68 g 测针轴向触发力 220 g 充电电池数量 4只©2004 by Pioneer M&E Co.,ltdPart No.E12-C007CNC-OMS 数控机床在线测量系统自动功能： 测头标定、工件坐标系设定 工件定位、尺寸检测、精度控制、刀补修正 测头碰撞保护系统的硬件功能TP6C 测头的机械功能 测针三维运动，高精度复位，测 针可更换，锥柄可更换，测针上测球 的位置可精确调整。
数控在线检测技术
一、数控机床在线检测系统的组成数控机床在线检测系统分为两种,一种为直接调用基本宏程序,而不用计算机辅助；另一种则要自己开发宏程序库,借助于计算机辅助编程系统,随时生成检测程序,然后传输到数控系统中,系统结构;数控机床的在线检测系统由软件和硬件组成;硬件部分通常由以下几部分组成：1机床本体机床本体是实现加工、检测的基础,其工作部件是实现所需基本运动的部件,它的传动部件的精度直接影响着加工、检测的精度;2数控系统目前数控机床一般都采用CNC数控系统,其主要特点是输入存储、数控加工、插补运算以及机床各种控制功能都通过程序来实现;计算机与其他装置之间可通过接口设备联接,当控制对象或功能改变时,只需改变软件和接口;CNC系统一般由中央处理存储器和输入输出接口组成,中央处理器又由存储器、运算器、控制器和总线组成;3伺服系统伺服系统是数控机床的重要组成部分,用以实现数控机床的进给位置伺服控制和主轴转速或位置伺服控制;伺服系统的性能是决定机床加工精度、测量精度、表面质量和生产效率的主要因素;4测量系统测量系统有接触触发式测头、信号传输系统和数据采集系统组成,是数控机床在线检测系统的关键部分,直接影响着在线检测的精度;其中关键部件为测头,使用测头可在加工过程中进行尺寸测量,根据测量结果自动修改加工程序,改善加工精度,使得数控机床既是加工设备,又兼具测量机的某种功能;目前常用的雷尼绍测头,是英国雷尼绍公司的产品,如图2所示;它们用于数控车床、加工中心,数控磨床、专机等大多数数控机床上;测头按功能可分为工件检测测头和刀具测头；按信号传输方式可分为硬线连接式、感应式、光学式和无线电式；按接触形式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;5计算机系统在线检测系统利用计算机进行测量数据的采集和处理、检测数控程序的生成、检测过程的仿真及与数控机床通信等功能;在线检测系统考虑到运行目前流行的Windows和CAD/CAM/CAPP/CAM以及VC++等软件,以及减少测量结果的分析和计算时间,一般采用Pentium级别以上的计算机;二、数控机床在线检测的工作原理实现数控机床的在线检测时,首先要在计算机辅助编程系统上自动生成检测主程序,将检测主程序由通信接口传输给数控机床,通过G31跳步指令,使测头按程序规定路径运动,当测球接触工件时发出触发信号,通过测头与数控系统的专用接口将触发信号传到转换器,并将触发信号转换后传给机床的控制系统,该点的坐标被记录下来;信号被接收后,机床停止运动,测量点的坐标通过通信接口传回计算机,然后进行下一个测量动作;上位机通过监测CNC系统返回的测量值,可对系统测量结果进行计算补偿及可视化等各项数据处理工作;测量典型几何形状时检测路径的步骤为：1确定零件的待测形状特征几何要素；2确定零件的待测精度特征；3根据测量的形状特征几何要素和精度特征,确定检测点数及分布；4根据测点数及分布形式建立数学计算公式；5确定检测零件的工件坐标系；3根据检测条件确定检测路径;三、数控机床在线检测编程在线检测技术的关键主要体现在检测程序的编制上,检侧程序编制质量的优劣直接影响到检测效果;目前检测软件有商业化软件和自主开发的软件;商业化软件如英国DELCAM公司新版本的PowerInspect,是一款开放的检测软件,不受测量设备的限制,既可以在线检测,也可以脱机检测;不仅提供在线检测的功能,还能够在检测前针对读取的CAD模型进行检测路径的编程工作,并进行检测的仿真;随后可以把编制好的程序传输给CNC检测设备,进行自动检测;又如雷尼绍公司基于PC机的在机检测软件OMV on machine verification,该软件专为数控机床配用系统而编写,主要应用于：根据原始CAD数据,检测样件、复杂零件及大型零件、多工序零件以及模具;自主开发软件的编程方式有：基于C、C++、VC++、VB、Delphi开发平台的在线检测编程和基于CAD开发平台的在线检测编程;基于VC++ 语言的在线检测编程结构框图检测部分主要模块的功能如下：1测量主程序自动生成模块：主要完成零件待测信息的输入,生成检测主程序;2误差补偿模块：对测量过程中所产生的误差进行补偿,提高测量精度;3通信模块：完成主程序与被调用宏程序的发送及测量点坐标信息的接收;4测量宏程序模块：实现宏程序的管理和内部调用;主模块要实现对宏程序的查找、增添、修改及删除等操作;5数据处理模块：对测量点坐标进行补偿,完成各种尺寸及精度计算;通过打开测量结果数据文件,获得测量点坐标信息,经过相应的运算过程最终得到所测值;基于CAD开发平台的在线检测自动编程是采用AutoCAD作为系统集成开发平台,并采用ObjectARY作为二次开发工具,开发该系统可弥补CAD/CAM系统所欠缺的功能,实现检测程序的图形化编制,即CAD/在线检测;四、数控机床在线检测系统仿真目前数控机床在线检测借鉴于CAD/ CAM技术的发展思路可开发相应的在线检测仿真系统;仿真系统以图形化的方式再现数控机床在线检测过程,可形象直观地对检测路径规划进行检查,提前发现宏程序编制中的错误,以避免在真实检测过程中对在线检测系统所造成的破坏;以VC + + 作为系统开发工具,OpenGL 作为三维场景开发工具,按照面向对象的程序设计思想开发数控机床在线检测仿真系统的过程是：1虚拟检测环境的建立采用OpenGL 标准进行图形处理工作;OpenGL 是一个图形硬件的软件接口,利用它可进行几何建模、图形变换、渲染、光照、材质等多种操作,大部分对于图形的底层处理工作都由一些专门的函数来处理;2检测信息的提取在线检测仿真系统,必须在仿真过程中,如实地反映测量宏程序的每一条语句,即利用测量宏程序驱动检测仿真过程的进程;因而该仿真系统应具备完整的检测信息提取能力,能实现对测量程序的语法检查,能实现相关的计算与判断,最为重要的是能够提取出测头的运动轨迹,以驱动测头的检测仿真;3虚拟测头的驱动在线检测系统是利用测头与待测物体的碰撞来确定接触点的位置信息的,因而检测仿真必须逼真的再现这一过程,这也是整个仿真系统的核心问题;为保证测头可靠地撞击上待测物体,应使测头检测运动的最远行程大于测头到实际接触点位置的距离,即实际接触点位于测量起始点与测头最远行程点之间的直线段上;五、结束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,能使操作者及时发现工件存在的问题,并反馈给数控系统;据抽样调查,目前我国因产品质量问题,如废品、次品、返修品等,所造成的经济损失约为产值的10%～15% ,而在线测量技术应用于数控系统,其最直接的经济效益就在在于既节省了工时又提高了测量精度;而且由于利用了机床数控系统的功能,又使得数控系统能及时得到检测系统所反馈的信息,从而能及时修正系统误差和随机误差,以改变机床的运动参数,更好地保证加工质量,促进加工测量一体化的发展;可以预见,在线测量技术在数控机床中的应用未来具有广阔的前景。