摘 要：可靠性正式制約著我國工業(yè)測控技術(shù)發(fā)展和機(jī)床自動化生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)，也是當(dāng)前我國要實(shí)現(xiàn)智能制造和“中國制造2025”規(guī)劃發(fā)展的核心基礎(chǔ)技術(shù)難點(diǎn)。可以說，把握機(jī)床自動智能化生產(chǎn)的可靠性也將是把握未來制造業(yè)企業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)。而在機(jī)床測量領(lǐng)域中，測量可靠性也是十分重要的。機(jī)床測量的可靠性將決定產(chǎn)品生產(chǎn)的合格率，精密程度。對企業(yè)能否實(shí)現(xiàn)自動化、高效化、精密化、智能化的機(jī)床加工生產(chǎn)，能否有效降低企業(yè)成本具有這積極的間接作用。

關(guān)鍵詞：測頭;精度;效率

1 測頭的工作原理

近年來，隨著制造業(yè)的不斷向前發(fā)展，制造業(yè)對生產(chǎn)加工設(shè)備數(shù)控要求的要求也越來越高，特別是在數(shù)控機(jī)床的加工精度、加工效率、加工的規(guī)范性和數(shù)字化的要求上更是成為了一種判斷數(shù)控機(jī)床性能的標(biāo)準(zhǔn)。制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的這種要求也造就了很多與數(shù)控機(jī)床相關(guān)的機(jī)床附件行業(yè)蓬勃發(fā)展，其中，以測頭行業(yè)發(fā)展最為迅速，測頭在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用已經(jīng)普遍。

數(shù)控機(jī)床在批量加工生產(chǎn)零件中，特別是加工精密零件，刀具尺寸是否符合機(jī)床加工生產(chǎn)要求是會影響到數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性的。這就要求數(shù)控機(jī)床操作工隨時(shí)要測量刀具的尺寸和檢測刀具的磨損情況，從而影響到數(shù)控機(jī)床的加工生產(chǎn)效率。因此，很多制造業(yè)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床操作工都希望可以隨時(shí)掌握刀具的尺寸和磨損的實(shí)時(shí)情況。

加工中心工件找正工序在日常中普遍需要手動操作卡具、千分表、對刀儀等測量設(shè)備進(jìn)行分中找正，這也導(dǎo)致了數(shù)控機(jī)床操作工在加工中心找正工序中經(jīng)常會出現(xiàn)手動設(shè)定誤差，進(jìn)而影響到加工中心的加工精度和加工效率，給企業(yè)帶來了很多不必要的加工中心生產(chǎn)成本。因此，如何消除加工中心手動找正設(shè)定誤差成為了很多制造業(yè)企業(yè)最為頭疼的問題。

隨著機(jī)床測頭的出現(xiàn)與應(yīng)用，企業(yè)在進(jìn)行機(jī)床測量時(shí)，其測量的可靠性將得到有效的控制和把握。機(jī)床測頭自動地、精密的測量功能，以及機(jī)床測量精度補(bǔ)償功能將大大提升機(jī)床測量的精確性和可靠性，這對于現(xiàn)代制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展來說是十分有利的。機(jī)床測頭是一種革新式的機(jī)床附件，它的應(yīng)用將充分拓展數(shù)控機(jī)床的功能，讓數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動化、精密化、高效化、規(guī)范化的加工生產(chǎn)。若其應(yīng)用在多功能型數(shù)控機(jī)床上，它將會有效的提高多功能數(shù)控機(jī)床的使用價(jià)值。如它讓多功能數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了測量加工一體化生產(chǎn)，從而減少數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)的工序數(shù)量，提高數(shù)控機(jī)床的加工效率。又比如，機(jī)床測頭實(shí)現(xiàn)了對工件精密的測量和有效的補(bǔ)償機(jī)床精度，大大保證了多功能型數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品100%合格率的加工生產(chǎn)，再比如，機(jī)床測頭可以讓多功能數(shù)控機(jī)床在工作臺任何一個(gè)坐標(biāo)軸上實(shí)現(xiàn)精確地分中找正，這也會大大提升機(jī)床的分中找正效率。

2 測頭在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用

CNC機(jī)床測頭為例，如圖1所示，當(dāng)它安裝在CNC機(jī)床上時(shí)，CNC機(jī)床能夠通過其測量系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)自動建立準(zhǔn)確的工件坐標(biāo)系和自動修正坐標(biāo)系參數(shù)，并能精確定位到0.001毫米的對工件的位置、長度、寬度、深度、孔徑、內(nèi)徑、外徑、曲面等幾何參數(shù)進(jìn)行自動精確測量，確保讓CNC機(jī)床輕松地自動地實(shí)現(xiàn)分中找正和加工生產(chǎn)，提高工件加工的準(zhǔn)確性。同時(shí)，CNC機(jī)床操作工還能通過CNC機(jī)床測頭測量后生成的產(chǎn)品三維圖及相應(yīng)參數(shù)對比實(shí)際工件加工生產(chǎn)參數(shù)，并做出調(diào)整，提高CNC機(jī)床加工精確度。此外，機(jī)床測頭在CNC機(jī)床加工生產(chǎn)過程中還能自動的補(bǔ)償CNC機(jī)床精度，保障CNC機(jī)床加工成本百分百的合格率。還提升了CNC機(jī)床加工生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。

在機(jī)床加工生產(chǎn)領(lǐng)域，可靠性已經(jīng)成為了衡量一個(gè)機(jī)床加工生產(chǎn)是否高效地、精密地生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，也是企業(yè)在有效控制生產(chǎn)成本中對數(shù)控機(jī)床設(shè)備選擇的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)之一。機(jī)床測頭能夠提高機(jī)床的測量可靠性，也表明機(jī)床測頭對于機(jī)床加工生產(chǎn)的可靠性是有著巨大的影響作用的。因此可以預(yù)見，未來機(jī)床智能制造生產(chǎn)中，機(jī)床測頭將會得到廣泛的應(yīng)用。

機(jī)床測頭將是CNC加工中心自動化、高效化、精密化加工生產(chǎn)發(fā)展道路中最為重要的機(jī)床附件，它的應(yīng)用也將會提升CNC加工中心高速高效與精密加工生產(chǎn)的程度，為制造業(yè)企業(yè)提升核心競爭力、降低企業(yè)成本、進(jìn)入工業(yè)4.0創(chuàng)造最良好的基礎(chǔ)設(shè)備條件。它可以通過自身的測量系統(tǒng)，時(shí)刻監(jiān)視和測量機(jī)床刀具的位置、尺寸與磨損情況，并反饋到數(shù)控機(jī)床操作界面上，讓數(shù)控機(jī)床操作工時(shí)刻了解機(jī)床刀具的各種參數(shù)信息。同時(shí)，在數(shù)控機(jī)床加工過程中機(jī)床測頭若發(fā)現(xiàn)機(jī)床刀具出現(xiàn)磨損狀況，還能對刀具進(jìn)行補(bǔ)償或讓數(shù)控機(jī)床執(zhí)行換刀，讓數(shù)控機(jī)床時(shí)刻保持高效的精密加工生產(chǎn)，避免數(shù)控機(jī)床加工廢品的產(chǎn)生和不必要的加工成本的增加。

3 測頭在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的優(yōu)勢

可以說，機(jī)床測頭的應(yīng)用將可以讓數(shù)控機(jī)床在大批量生產(chǎn)加工過程中是可以保持加工速度和加工精度的，它的應(yīng)該也將避免了數(shù)控機(jī)床加工廢品的修復(fù)加工，大大提升數(shù)控機(jī)床的加工效率。這對于制造業(yè)企業(yè)縮短生產(chǎn)周期是有著重要意義的。

測頭可提高數(shù)控機(jī)床的自動化程度;在制造業(yè)領(lǐng)域中，高速的生產(chǎn)是縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)量的保障，是企業(yè)提升核心競爭力的最直接表現(xiàn)。因此制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的高速化生產(chǎn)一直都有著更高的要求。而頭測頭是可輕松提高數(shù)控機(jī)床的自動化程度的。當(dāng)其應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上后，數(shù)控機(jī)床就可以輕松實(shí)現(xiàn)在線測量與加工一體化生產(chǎn)，這就極大的減少了人為測量調(diào)試、裝夾等耗時(shí)的加工工序，讓數(shù)控機(jī)床輕松簡化操作步驟，提高生產(chǎn)效率。

測頭可提高數(shù)控機(jī)床的精密化生產(chǎn);當(dāng)前，很多的制造業(yè)企業(yè)都已經(jīng)意識到了測量精度與加工精度對數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品加工質(zhì)量的重要性。因此，很多制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床測量精度與加工精度一直都有著不斷提高要求。他們都知道，唯有提高了數(shù)控機(jī)床的測量精度與加工精度，企業(yè)在數(shù)控機(jī)床的加工生產(chǎn)過程中，才能保障產(chǎn)品的加工品質(zhì)，從而減少或杜絕產(chǎn)品加工件出現(xiàn)返工或報(bào)廢等情況出現(xiàn)，避免給企業(yè)造成二次損失，增加生產(chǎn)成本。而測頭的應(yīng)用，讓數(shù)控機(jī)床在精密測量與加工精度上都有著顯著的提高。測頭的測量精度可達(dá)到0.001毫米，同時(shí)在數(shù)控機(jī)床加工時(shí)自動補(bǔ)償機(jī)床加工精度，讓數(shù)控機(jī)床更加精密化的進(jìn)行生產(chǎn)。

測頭可提高數(shù)控機(jī)床的規(guī)范化生產(chǎn);為節(jié)約企業(yè)成本和方便管理，制造業(yè)企業(yè)對數(shù)控機(jī)床規(guī)范化的生產(chǎn)要求也越來越高。測頭的應(yīng)用很大程度上也滿足了制造業(yè)企業(yè)的這一要求。當(dāng)測頭在數(shù)控機(jī)床上得到應(yīng)用后，將促使數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)變得更加的規(guī)范，不僅可以讓數(shù)控機(jī)床輕松規(guī)范生產(chǎn)模式和步驟，建立相應(yīng)的生產(chǎn)檔案，并且滿足生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量體系的規(guī)范化要求，讓數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)變得更加的易于簡單、規(guī)范與管理。

測頭可提高數(shù)控機(jī)床的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化;數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化一直都是制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展趨勢，也是制造業(yè)企業(yè)進(jìn)入智能制造生產(chǎn)的前提之一。而目前業(yè)內(nèi)的測頭均支持?jǐn)?shù)控機(jī)床的在線測量與數(shù)據(jù)顯示與傳輸，而這些功能數(shù)控機(jī)床的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的最直接體現(xiàn)。甚至在一些先進(jìn)的在線測量技術(shù)下，數(shù)控機(jī)床還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作生產(chǎn)，并且生產(chǎn)產(chǎn)品的各種數(shù)據(jù)信息都可以在遠(yuǎn)程顯示屏上可以一路了然。

總之，測頭的應(yīng)用對于數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是有著積極意義的，所以制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的要求越來越高時(shí)，測頭在數(shù)控機(jī)床上的普及應(yīng)用將是勢不可擋。測頭是可以廣泛提高CNC機(jī)床等大多數(shù)數(shù)控機(jī)床上，并且讓這些數(shù)控機(jī)床輕松實(shí)現(xiàn)自動一體化、高速高精密化、規(guī)范化、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)的一種機(jī)床附件。目前，這種機(jī)床附件在國外制造業(yè)強(qiáng)國中已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，而在中國，越來越多的制造業(yè)企業(yè)也開始紛紛引進(jìn)，并逐漸形成了制造業(yè)企業(yè)提升核心競爭力的一種最有利手段。

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作者簡介：翟培明（1987-），男，本科，教師，研究方向：數(shù)控技術(shù)。