基于Renishaw和Delcam的加工中心在线检测技术

三、加工中心在线检测硬件系统

　　对于加工中心和计算机，这里不再赘述，主要介绍测头。测头是测量系统中重要的传感器件。它直接影响到测量精度，也是决定测量系统功能和测量效率的重要因素。数控测量是在计算机控制下，测量头按照预先编制好的测量步骤和方式顺序地进行坐标测量，记录测量数据并按要求输出测量结果，其技术实现过程包括数据采集和数据处理。测头性能的好坏，决定着测量方式的难易，决定着测量精度的高低，所以测头是实现数控测量的关键。要想真正实现加工中心的在线测量，测头必须有反馈性能，可以搜索前进。

　　测头一般分为机械接触式和光学非接触式两种。常用的有机械触发式测头、激光扫描式测头和显微镜式测头。激光扫描式测头可以对工件表面连续采样，尤其适用于复杂表面的工件、齿形和齿向误差的测量；显微镜式测头利用光学仪器能测量各种复杂零件。但是，这两种测头价格昂贵，且受工件表面状况的限制，如工件表面的油膜、金属屑等。机械触发式测头结构简单，价格相对较低，并且由于通过触发力启动机械结构产生信号，基本不受油膜干扰，具有高可靠性。此外，机械触发式测头还具有体积小、安装操作方便、精度高和灵活等优点，使用机械式触发测头只需几个关键点即可得到规则形状甚至复杂形状的尺寸及精度。因此，机械触发式测头为目前数控机床在线检测技术中普遍采用的关键基础部件。

　　目前，接触式测头使用最广、精度较高的是英国Renishaw公司生产的接触式测头。图3所示为Renishaw OMP60测头结构。该测头采用最先进的调制光学传输方法，具有极强的抗光干扰能力，是各种加工中心的理想之选，即使对于刀库中最短刀具所切削的表面，也能进行测量，实现360°红外传输，OM P60传输距达6m，适用于中型和大型加工中心，也非常适合加装到现有机床或者机械臂上，以改善检测性能。OMI-2是集成型的光学收发器/接口，用于传输和处理工件检测测头与数控系统之间的信号。该测头（包括刀柄）与刀具一样，安装在刀库或主轴上，测量信号从光学式测头传到OMI-2光学接收器，然后通过电缆再传输到转换器和机械臂（或机床）的控制系统。

    图3 Renishaw OMP60测头结构