2 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数控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。

4、测头系统

简单来说测量系统由接触触发式测头、信号传输系统和数据采集系统组成，是数控加工中心在线检测系统的关键部分，它直接影响着在线检测的精度。其中关键部件为测头，使用测头可在机床加工过程中进行尺寸测量，根据测量结果自动进行尺寸补偿修，从而改善工件的加工精度。

二、数控加工中心在线检测系统的工作原理

在线检测系统中直接影响检测精度的关键部件是测头部分，最为常用的是具有搜索前进能力的触发式测头。测头系统最关键的一个功能是可生成程序中断指令，当测头测端与被测工件接触时，测头系统向机床CNC数控系统发送一外部中断请求。

当数控加工中心控制系统接收到中断信号后，便通过定位系统锁存此时测端球心的坐标值，以此来确定测端与被测工件接触点的坐标值。从而进行尺寸补偿。

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