浅谈测头在数控机床上的应用

摘 要：可靠性正式制约着我国工业测控技术发展和机床自动化生产发展的关键瓶颈技术，也是当前我国要实现智能制造和“中国制造2025”规划发展的核心基础技术难点。可以说，把握机床自动智能化生产的可靠性也将是把握未来制造业企业发展的核心技术。而在机床测量领域中，测量可靠性也是十分重要的。机床测量的可靠性将决定产品生产的合格率，精密程度。对企业能否实现自动化、高效化、精密化、智能化的机床加工生产，能否有效降低企业成本具有这积极的间接作用。

关键词：测头;精度;效率

1 测头的工作原理

近年来，随着制造业的不断向前发展，制造业对生产加工设备数控要求的要求也越来越高，特别是在数控机床的加工精度、加工效率、加工的规范性和数字化的要求上更是成为了一种判断数控机床性能的标准。制造业对数控机床的这种要求也造就了很多与数控机床相关的机床附件行业蓬勃发展，其中，以测头行业发展最为迅速，测头在数控机床上的应用已经普遍。

数控机床在批量加工生产零件中，特别是加工精密零件，刀具尺寸是否符合机床加工生产要求是会影响到数控机床加工生产的可靠性和稳定性的。这就要求数控机床操作工随时要测量刀具的尺寸和检测刀具的磨损情况，从而影响到数控机床的加工生产效率。因此，很多制造业企业的数控机床操作工都希望可以随时掌握刀具的尺寸和磨损的实时情况。

加工中心工件找正工序在日常中普遍需要手动操作卡具、千分表、对刀仪等测量设备进行分中找正，这也导致了数控机床操作工在加工中心找正工序中经常会出现手动设定误差，进而影响到加工中心的加工精度和加工效率，给企业带来了很多不必要的加工中心生产成本。因此，如何消除加工中心手动找正设定误差成为了很多制造业企业最为头疼的问题。

随着机床测头的出现与应用，企业在进行机床测量时，其测量的可靠性将得到有效的控制和把握。机床测头自动地、精密的测量功能，以及机床测量精度补偿功能将大大提升机床测量的精确性和可靠性，这对于现代制造业企业生产发展来说是十分有利的。机床测头是一种革新式的机床附件，它的应用将充分拓展数控机床的功能，让数控机床实现自动化、精密化、高效化、规范化的加工生产。若其应用在多功能型数控机床上，它将会有效的提高多功能数控机床的使用价值。如它让多功能数控机床实现了测量加工一体化生产，从而减少数控机床加工生产的工序数量，提高数控机床的加工效率。又比如，机床测头实现了对工件精密的测量和有效的补偿机床精度，大大保证了多功能型数控机床产品100%合格率的加工生产，再比如，机床测头可以让多功能数控机床在工作台任何一个坐标轴上实现精确地分中找正，这也会大大提升机床的分中找正效率。

2 测头在数控机床中应用

CNC机床测头为例，如图1所示，当它安装在CNC机床上时，CNC机床能够通过其测量系统功能实现自动建立准确的工件坐标系和自动修正坐标系参数，并能精确定位到0.001毫米的对工件的位置、长度、宽度、深度、孔径、内径、外径、曲面等几何参数进行自动精确测量，确保让CNC机床轻松地自动地实现分中找正和加工生产，提高工件加工的准确性。同时，CNC机床操作工还能通过CNC机床测头测量后生成的产品三维图及相应参数对比实际工件加工生产参数，并做出调整，提高CNC机床加工精确度。此外，机床测头在CNC机床加工生产过程中还能自动的补偿CNC机床精度，保障CNC机床加工成本百分百的合格率。还提升了CNC机床加工生产的可靠性和稳定性。

在机床加工生产领域，可靠性已经成为了衡量一个机床加工生产是否高效地、精密地生产的标准，也是企业在有效控制生产成本中对数控机床设备选择的一个重要标准之一。机床测头能够提高机床的测量可靠性，也表明机床测头对于机床加工生产的可靠性是有着巨大的影响作用的。因此可以预见，未来机床智能制造生产中，机床测头将会得到广泛的应用。

机床测头将是CNC加工中心自动化、高效化、精密化加工生产发展道路中最为重要的机床附件，它的应用也将会提升CNC加工中心高速高效与精密加工生产的程度，为制造业企业提升核心竞争力、降低企业成本、进入工业4.0创造最良好的基礎设备条件。它可以通过自身的测量系统，时刻监视和测量机床刀具的位置、尺寸与磨损情况，并反馈到数控机床操作界面上，让数控机床操作工时刻了解机床刀具的各种参数信息。同时，在数控机床加工过程中机床测头若发现机床刀具出现磨损状况，还能对刀具进行补偿或让数控机床执行换刀，让数控机床时刻保持高效的精密加工生产，避免数控机床加工废品的产生和不必要的加工成本的增加。

3 测头在数控机床上应用的优势

可以说，机床测头的应用将可以让数控机床在大批量生产加工过程中是可以保持加工速度和加工精度的，它的应该也将避免了数控机床加工废品的修复加工，大大提升数控机床的加工效率。这对于制造业企业缩短生产周期是有着重要意义的。

测头可提高数控机床的自动化程度;在制造业领域中，高速的生产是缩短生产周期，提高生产效率与产量的保障，是企业提升核心竞争力的最直接表现。因此制造业对数控机床的高速化生产一直都有着更高的要求。而头测头是可轻松提高数控机床的自动化程度的。当其应用在数控机床上后，数控机床就可以轻松实现在线测量与加工一体化生产，这就极大的减少了人为测量调试、装夹等耗时的加工工序，让数控机床轻松简化操作步骤，提高生产效率。

测头可提高数控机床的精密化生产;当前，很多的制造业企业都已经意识到了测量精度与加工精度对数控机床产品加工质量的重要性。因此，很多制造业对数控机床测量精度与加工精度一直都有着不断提高要求。他们都知道，唯有提高了数控机床的测量精度与加工精度，企业在数控机床的加工生产过程中，才能保障产品的加工品质，从而减少或杜绝产品加工件出现返工或报废等情况出现，避免给企业造成二次损失，增加生产成本。而测头的应用，让数控机床在精密测量与加工精度上都有着显著的提高。测头的测量精度可达到0.001毫米，同时在数控机床加工时自动补偿机床加工精度，让数控机床更加精密化的进行生产。

测头可提高数控机床的规范化生产;为节约企业成本和方便管理，制造业企业对数控机床规范化的生产要求也越来越高。测头的应用很大程度上也满足了制造业企业的这一要求。当测头在数控机床上得到应用后，将促使数控机床生产变得更加的规范，不仅可以让数控机床轻松规范生产模式和步骤，建立相应的生产档案，并且满足生产中产品质量体系的规范化要求，让数控机床生产变得更加的易于简单、规范与管理。

测头可提高数控机床的数字网络化;数字化、网络化一直都是制造业企业的发展趋势，也是制造业企业进入智能制造生产的前提之一。而目前业内的测头均支持数控机床的在线测量与数据显示与传输，而这些功能数控机床的数字网络化的最直接体现。甚至在一些先进的在线测量技术下，数控机床还能实现远程操作生产，并且生产产品的各种数据信息都可以在远程显示屏上可以一路了然。

总之，测头的应用对于数控机床的发展是有着积极意义的，所以制造业对数控机床的要求越来越高时，测头在数控机床上的普及应用将是势不可挡。测头是可以广泛提高CNC机床等大多数数控机床上，并且让这些数控机床轻松实现自动一体化、高速高精密化、规范化、数字网络化生产的一种机床附件。目前，这种机床附件在国外制造业强国中已经得到了普及应用，而在中国，越来越多的制造业企业也开始纷纷引进，并逐渐形成了制造业企业提升核心竞争力的一种最有利手段。

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作者简介：翟培明（1987-），男，本科，教师，研究方向：数控技术。