工作研究·缸孔在线测量系统在加工中心的应用
doi:10.16648/jki.1005-2917.2020.03.027
缸孔在线测量系统在加工中心的应用
石小琳　刘树喜　郑波
（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东青岛　266555）
摘要：本文主要介绍了FANUC数控系统的加工中心使用的缸孔在线检测系统——Marposs E9066测量系统工作原理，并对E9066系统各组
成部分进行介绍。并对如何通过NC程序实现在线测量技术进行详细介绍。
关键词：Marposs；E9066；在线测量；NC程序
引言
数控加工中心加工的汽车发动机缸孔精度都比较高，为了保证
尺寸精确度，同时对下工序的加工不产生影响，所以在机床上增加
了缸孔直径的在线测量技术。在线测量技术可以实现加工、检测、
补偿等功能，在生产过程中对工件、刀具等进行实时检测，并给与
补偿。这种技术既能保证工件加工质量，又能降低了废品率，给制
造企业带来了非常可观的经济效益[1]。
本文主要介绍了缸孔直径在线测量系统—E9066在加工中心中
的应用。
1. 缸孔直径在线测量系统工作原理
发动机工厂加工中心使用的缸孔在线测量工具是Marposs的
E55测头。通过红外线传输的方式和机床的接收器实现信号互通，
然后把信号传输到E9066系统中，从而实现缸孔直径在线监测的功
能。同时，将缸孔直径的偏差通过NC程序指令对精镗缸孔刀具进
行补偿。
缸孔在线测量系统的硬件连接图[2]（如图1）：
图1　缸孔在线测量系统硬件连接
缸孔直径在线测量系统的工作原理：
（1）利用NC程序激活测头代码M171将E55测头测量功能激活，马波斯接收器上的START/STOP接通。
（2）机床控制探头进入缸孔内，通过NC程序代码M173（打开压缩空气）和M174（关闭压缩空气）控制机床压缩空气，对缸孔内部探测点进行表面清洁，从而保证测量的准确度。然后通过探针接触缸孔表面进行测量，发射器通过一定的角度向外发射红外线信号，接收器将接收的信号传输到CNC[3]。
（3）测量结束后，需要在NC程序内使用M170（关闭测头）来结束测量。
（4）数据通过机床NCU被传输到E9066系统中，测量数据和理论数据进行对比分析。然后将对比结果反馈到机床，通过NC程序对缸孔加工刀具进行尺寸补偿。以保证下一工件的加工尺寸在合格范围内。
2. E55测头硬件结构
缸孔直径测量刀具E55测头主要由Marposs探针、探针调整法兰、压缩空气管、发射器、电池盖等部分组成（如图2）：在测量缸孔直径前需要对E55测头进行标定，需要根据标定的数据，通过法兰对探针进行调整。
图2　E55测头硬件结构
3. 基于NC程序的缸孔直径在线补偿功能的实现
在NC程序的基础上，在线测量系统可以实现缸孔直径测量、
补偿等功能。下面简单介绍缸孔直径在线测量系统如何通过NC程序探测结果对刀具实现自动补偿的功能。
（1）通过NC程序读取精镗缸孔刀具之前的刀具补偿值，并且计算得出新的刀具补偿值。
#15=#8401（TOOL IN SPDLE NO）
#8=#12002（OLD TOOL WEAR R2）
#9=#8–[#22/2]（NEW WEAR）
（2）利用机床夹具上的调整夹爪夹紧精镗缸孔刀具前端法兰，通过主轴旋转调整精镗缸孔刀具的直径。
G1Z0F5000（TOOL IN GRIPR）
M122（GRIPPER CLOSE）
G53P1
M123（GRIPPER OPEN）
G1Z50F5000（TOOL OUT GRPR）
M39（TOOL COMPENSATION FINISH）
（3）将补偿值写入宏变量#9中，然后写入精镗缸孔刀具的补偿值中，对下一个工件进行补偿[5]。
G10L75P2（ACTIV ATE DATA INPUT）
N#15（TOOL NO.）
P29R[#9*1000]（NEW WEAR RADIUS2）
G11（DEACTIV ATE DATA INPUT）
总结
利用NC程序和PMC程序，缸孔直径在线测量系统很容易地
实现其测量功能，并可以对工件的加工质量做到动态补偿，实现全
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《装备维修技术》2020年第3期（总第177期）
说明拉伸器撤去压力后，连接螺栓会因突然施加的载荷而变形，使螺栓剩余预紧力小于施加目标的预紧力。因此，“回弹”现象是客观存在的。
2.3.2  长螺栓对“回弹”现象具有不敏感性
试验一中，试验的连接螺栓长度为390mm ，施加781KN 载荷时，剩余预紧力值为515KN ，为屈服极限值的57.3%；试验二中，试验的连接螺栓的长度约为180mm ，施加398KN 载荷时，剩余预紧力值为230KN ，为屈服极限值的44.7%。由此可知，连接螺栓的长短对“回弹”现象具有敏感性，螺栓长度越长，“回弹”越不明显。
2.3.3  技术应用不适宜性
在实际工作中，液压拉伸器施加的载荷要高于目标预紧力，是为了解决“回弹”现象。如图2所示，由于试验二中的连接螺栓比较短，“回弹”现象比较明显，施加的载荷力不小于屈服极限时，剩余预紧力将达不到目标预紧力的要求，可能会出现“超拉”致连接螺栓失效。因此，连接螺栓较短的预紧不宜采用液压拉伸法技术。
2.3.4  多次拧紧可减少“回弹”效应
通过2个工况试验数据可知，多次拧紧连接螺栓，会降低“回弹”现象，提高剩余拉伸力。所以，在编写工艺时，为减少“回弹”现象导致的预紧力损失，可采用多次施加载荷或者重复施加载荷的方法。
2.3.5  降低对防腐涂层的破坏
风电机组在组装过程中，有部分裸露在大气中的螺栓一般都需要进行防腐涂层处理，只要使用扭矩扳
手拧紧连接螺栓时，连接螺栓表面涂层就容易遭到破坏，防腐效果大大降低。但如果拧紧连接螺栓采用液压拉伸法技术，连接螺栓得到的扭矩很小，所以一般不会造成连接螺栓防腐涂层的破坏。
结论
有效的连接螺栓拧紧是保证风电机组功能正常运行及安全的重要保障。采用液压拉伸法技术拧紧连接螺栓，不仅可以保证足够的预紧力，使连接螺栓的预紧更可靠、更安全，而且拧紧过程具有可操作性、可控性等优点，在未来大型风电机组组装过程中，液压拉伸法技术能得到广泛应用。
参考文献
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结论
在制冷剂泄露维修作业中，注意检查空调的静态压力和运行压
力，根据测量压力与标准压力对比，通过压力分析初步判断故障方向，掌握几种常见的检漏方法并灵活运用于实际维修作业中。细心检查，灵活应用，积累维修经验，从而提高维修技能。
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温度控制。为此，有必要加强对原料气体的清洁，以除去原料中所含的湿气，灰尘颗粒，硫化物和氯化物。确保合成过程中的硫含量不超过每立方米0.1毫升。为了避免合成塔内部的温度波动并使状态不稳定，还必须增加合成塔的温度控制。此外，机器停止的次数也应减少。应当指出，工作人员必须在每次停止时检查催化剂床的温度。如果温度高于210°C ，则需要再次添加进料气。
结束语
总而言之，安全问题是煤化工生产中的一直存在的问题。化工企业只有建立一种安全的工作意识并提
高安全管理技能，才能有效地减少发生安全事故的可能性。为了确保化工生产安全的和谐发展，工作人员必须着眼于从不同角度，例如火灾，中毒，低温，高空和机械伤害等方面管理煤制甲醇生产的安全，并开发适当的制度体系以提高生产安全性，从而为煤制甲醇生产的良好发展创造了新条件。
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闭环的控制，降低工件的报废率，是自动化生产线　上不可或缺的一部分[6]。
参考文献
在线代码运行器
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[6] 石小琳，许可会，王松锋.浅析基于FANUC 数控系统的加工中心的在线测量系统[J].机床与液压，2014：14.
作者简介：石小琳，1986年出生，女，山东青岛，上汽通用五菱汽
车股份有限公司青岛分公司发动机工厂　中级工程师，数控程序，硕士学位。
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