西门子SINUMERIK808D配置Reinshaw测头进行工件找正

SINUMERIK808D

配置Reinshaw测头进行工件找正

SINUMERIK808D系统侧的准备

测量头的链接

测头通过PPU背面X21的引脚4（DI1）和引脚5（DI2）连接，实际使用哪个引脚可以通过编写相关的宏指令来确定。测量头应使用外部24V供电，其参考电位在X21的引脚10上。

可以通过以下参数设置测量信号输出是高电平或者低电平有效：

MD13200[0]  $MN_MEAS_PROBE_LOW_ACTIVE

                        =0（第一测量信号为高电平24V有效）/=1（低电平有效）

MD13200[1]  $MN_MEAS_PROBE_LOW_ACTIVE

                        =0（第二测量信号为高电平24V有效）/=1（低电平有效）

通过<系统>操作区域的PLC状态监控窗口可以监控测量信号的状态，DB2700.DBX1.0对应于测头1，DB2700.DBX1.1对应于测头2，分别手动触发测头1和测头2，对应的PLC地址发生信号翻转，说明测头的连接正常。

测量指令MEAS和MEAW

由零件程序激活测量过程，程序中编程了触发器和测量方式，有两种测量方法：

MEAS：测量，带剩余行程删除

示例：N10  G1  F300  X300  Z200  MEAS=1；触发测头1后，删除余程直接转为下段程序。

MEAW：测量，不带剩余行程删除

示例：N10  G1  F300  X300  Y100  MEAW=1；触发测头1并且轴移动到编程位置。

系统变量

🔷$AC_MEA[1]——测量任务的状态信号，变量在测量开始时被删除，当测量头触发时设置变量，这样可以在零件程序中检查测量的结果

🔷$AA_MM[轴名]——机床坐标系下相关轴的测量结果

🔷$AA_IM[轴名]——工件坐标系中的相关轴的测量结果

🔷$P_UIFR[n, 轴名, TR]——相应工件坐标系下对应的轴的偏移量，n=1~6对应G54~G59

🔷$P_UIFR[n, 轴名, RT]——相应工件坐标系对应轴的旋转角度，n=1~6对应G54~G59

GUD变量/R变量

Renishaw测量宏程序需要使用大量的全局用户变量（GUD），如：RENP[0]…RENP[200]，在828D/840Dsl中，我们可以系统中定义全局用户变量供Renishaw测量循环使用。但是在808D中，系统只提供了40个_ZSFR变量、40个_ZSFI变量、40个_TM变量，用户变量的数量不能满足Renishaw宏程序的要求，所以只能使用R参数，系统提供了300个R参数，可以满足Renishaw测量宏程序的要求。

Reinshaw测量循环

Renishaw具有功能丰富的循环，涵盖了西门子802D、828D、840D等系统，根据这些循环的功能可以分为标定循环、保护定位循环、测量循环、矢量测量循环、附加循环等。

标定循环

L9800——标定完测头之后把那些用于程序输入的R参数舍位一个缺省值；

L9801——用于测量测头装在刀柄上的长度；

L9802——用于获得探针的偏心值；

L9803——用于获得测球的半径值；

保护定位循环

L9810——保护定位（测头触发监控）；

测量循环

L9811——X Y Z单个平面的测量；

L9812——凸台/凹槽测量；

L9814——内孔/外圆测量；

L9815——内拐角测量；

L9816——外拐角测量；

矢量测量循环

L9821——带角度的单个平面测量；

L9822——带角度的凸台或凹槽的测量；

L9823——三个内孔或外圆测量；

附加循环

L9817——测量点沿X分布的第四轴测量；

L9819——PCD上的内孔/外圆测量；

L9832——旋转开启测头；

L9833——旋转关闭测头；

下面我们以一个实例来说明

        以凸台/凹槽测量循环L9812为例，简单介绍测量循环的使用。本循环使用了两次沿X、Y轴的测量移动，在测头及测头偏置有效的情况下，把测头定位到型面的中心线上，并合并于合时的Z轴位置上。

输入参数：

R24=x  沿着X轴测量时型面的公称尺寸；

R25=y  沿着Y轴测量时型面的公称尺寸；

R26=z  测量凸台时Z轴的绝对位置；

其他可选输入参数：R11被测型面尺寸的公差值，R19要设定的零偏号，R20刀具号，等等。

输出参数：

测量过程：

利用测头进行工件找正

进行完808D系统、Renishaw测头的连接、调试、宏程序测试之后，下面我们就可以利用这个测头进行工件找正。本例采用手机外壳边框的加工为例，工件实物和程序轮廓如下：

工件测量之前需要根据工件的特点和以往的经验，在工件轮廓上选取具有代表性的测量点，然后根据这些点去编写测量宏程序，例如这个手机外壳就可以这样选取测量点：

根据选取的测量点编写测量程序：

……

;(************X+P1***********)

N410 STOPRE

N420 R50=R69+R65 ;X NOM

N430 R51=54. ;Y NOM

N440 R52=0.  ;Z NOM

N450

N460 R26=R52 R9=R62

N470 L9810

;SPOS=0+RENL[5] ;SPINDLE ORIENTATION

N480 R24=R50 R25=R51 R9=R62;CLEARANCE FOR EDGE MEAS

N490 L9810

N500 R24=R69

N510 L9811

N520 R201=R140

N530

;(*************************)

N540

;(************X+P2************)

N550 STOPRE

N560 R50=R69+R65 ;X NOM

N570 R51=0. ;Y NOM

N580 R52=0.  ;Z NOM

N590

;SPOS=0+RENL[5] ;SPINDLE ORIENTATION

N600 R24=R50 R25=R51 R9=R62;CLEARANCE FOR EDGE MEAS

N610 L9810

N620 R24=R69

N630 L9811

N640 R202=R140

;(************X+P3************)

N650 STOPRE

N660 R50=R69+R65 ;X NOM

N670 R51=-54 ;Y NOM

N680 R52=0.  ;Z NOM

N690

;SPOS=0+RENL[5] ;SPINDLE ORIENTATION

N700 R24=R50 R25=R51 R9=R62;CLEARANCE FOR EDGE MEAS

N710 L9810

N720 R24=R69

N730 L9811

N740 R203=R140

……

执行完测量程序之后，测量结果保存在R200之后的R参数中，根据这12个测量点的测量误差结果，计算轮廓的每一个要素的补偿值，并把每一个补偿值添加到加工程序的每一行G代码中。计算每一行加工程序的补偿值一般按照这样的原则：G01直线段按照等分误差原则；G02/03圆弧部分可以按照整体叠加原则，也可以将误差均分在每一个小线段中分别叠加。

计算补偿值的程序例如下：

……

;(************CAL************)

N560 R231=(R201+R224+R71); (P1 X+)

N570 R232=(R202+R224+R72); (P2 X+)

N580 R233=(R203+R224+R73); (P3 X+)

N590

N600 R234=(R204+R224+R76); (P1 Y-)

N610 R235=(R205+R224+R77); (P2 Y-)

N620 R236=(R206+R224+R78); (P3 Y-)

N630

N640 R237=(R207+R224+R81); (P1 X-)

N650 R238=(R208+R224+R82); (P2 X-)

N660 R239=(R209+R224+R83); (P3 X-)

N670

N680 R240=(R210+R224+R85); (P1 Y+)

N690 R241=(R211+R224+R86); (P2 Y+)

N700 R242=(R212+R224+R87); (P3 Y+)

N710

;(************CAL R1************)

N720

N730 R251=(R231+R88); (R1 X+)

N740 R252=(R242+R89); (R1 Y+)

N750

……

将每一个点的补偿值叠加到加工程序中，修改完之后的加工程序如下：

实际应用中可以将测量、计算、修正程序集合在同一个主程序中，即可实现工件的在机检测和加工一体化，既提高了加工精度又提高了加工效率。

（注：本文关于Renishaw测量循环的介绍只是原理性的简单介绍，今后实际应用中必须由Renishaw的工程师根据不同的加工工件修改测量循环，808D系统侧只是根据测头的要求去完成连接和系统变量读写等配合工作。）