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测头

让测头来找基准

CNC Probing 红外测头 — 1 微米重复精度

零件装夹后手动找基准既费时,又留下了一个取决于操作工的误差来源。测头可以自动完成这项工作:在开始切削之前,它会找到零件、写入工件坐标并核对尺寸。

CNC Probing 红外测头是安装在主轴锥孔中的装置。加工前,它确定工件坐标并消除来料误差。加工中和加工后,它测量平面度、距离、角度和孔径等尺寸。由此,质量控制被移入机床内部;废品减少,机床也不必为测量而停机。

CNC Probing 红外测头
CNC Probing 红外测头。安装在主轴锥孔中;信号绕测头轴线 360 度传输。

运动学电阻式设计

测头采用在业内经过长期验证的运动学电阻式原理。测针在弹簧力作用下坐落在三个球座上,电流流经这些球座。测针接触表面时,球之间的接触面积减小,电阻升高,系统产生触发信号。接触解除后,弹簧使测针复位。

测球和测杆经过特殊工艺处理,触发寿命可达 1000 万次。此外,微振动自复位设计消除了此类测头常见的重复精度不稳定问题。使用标准 50 mm 测针、以 600 mm/min 测量时,单向重复精度为 1 微米。

信号传输不中断

信号传输采用编码光通信;传输稳定、响应快速、信号不丢失。双通道设计加远程频率切换,解决了同一车间内红外测头相互干扰的问题。信号绕测头轴线 360 度传输,工作范围为 5 米。

电池寿命长

测头采用多阈值功耗控制。通过改进芯片和电路设计降低了功耗。电池寿命在连续使用时超过 360 天,在百分之五使用率下超过 540 天,待机时超过 600 天。电池为标准 LS14250 锂电池,容易购买。

磁性底座,安装方便

安装接收器通常需要在机床上钻孔。CNC Probing 接收器随附磁性底座;接收器固定在底座上,底座吸附在机床钣金上。安装只需几分钟,无需钻孔,必要时还可以把接收器移到别处。

需要更远距离时红外传输要求发射器与接收器之间视线无遮挡。在大型机床上,或在视线会被遮挡的应用中,应使用无线电测头型号。
接收器单元
接收器单元
磁性安装底座
磁性安装底座

技术参数

型号SOMP40
单向重复精度1 µm(2σ)(50 mm 测针,600 mm/min)
触发方向±X、±Y、+Z
触发力XY:0.4 – 0.8 N Z:4.0 N
超程保护XY:±15° Z:6.35 mm
信号传输红外,脉冲触发
工作范围5 m
传输角度绕测头轴线 360°
触发寿命超过 1000 万次
重量280 g(不含刀柄,含电池)
电池2 × 锂电池 LS14250
电池寿命待机 > 600 天
5% 使用 > 540 天
连续使用 > 360 天
防护等级IP68
工作温度0 – 60 °C
认证ISO 9001

测针

决定测量结果的最小部件

CNC Probing 测针 — 选型指南

测针是测头上唯一接触工件的部件。如果测球的圆度差、测杆弯曲或螺纹公差大,无论测头多么精密,测量都会失真。测针选错,测量精度最多可降低百分之十。

测针
红宝石、陶瓷、钢和碳纤维测针。
测针尺寸
A 测球直径 · B 总长 · C 测杆直径 · D 有效工作长度(EWL)。

直测针

这是最常见的类型,用于大多数测量。测杆可以是台阶式或锥形;在工件容易到达的地方,锥形测杆刚性更高。测球材料有红宝石、氮化硅、氧化锆、陶瓷和碳化钨。测杆和测针座材料有钛、碳化钨、不锈钢、陶瓷和碳纤维。

圆柱测针

在钣金件、冲压件和薄壁工件上,球形测针无法保证良好的接触;此时应改用圆柱测针。这种测针还可以测量螺纹轮廓,并确定螺纹孔的中心。带球头的圆柱测针可在 X、Y、Z 三个方向上找基准,因此也可以进行表面检测。

加长杆

加长杆用于很深的型腔和孔,或难以到达的测点。每增加一个连接处就多一个挠曲点,因此除非必要,最好不用加长杆。

测针有标准尺寸和定制尺寸。

材料选择

碳化钨刚性高,适用于小直径测杆和台阶测针。但在大直径测杆和长测针上,需要注意其重量。陶瓷较轻,因此用于长测针;它热稳定性好,在机床应用中可提供防断保护。钢在对重量无要求的标准应用中提供高刚性。碳纤维的重量约为碳化钨的五分之一,是超长测针和需要热稳定性的生产环境的最佳选择。

选择测针的三条原则

1 根据加工材料选择在硬质工件上,请使用不锈钢或碳化钨测针;这样测量时的弯曲最小。不要在铝或铸铁上使用红宝石测球——会发生粘附和磨损,导致测量失真。
2 短测针和大测球精度更高短测杆可减少弯曲和变形的可能。测球直径越大,精度通常越高。减少组件数量可降低连接处的挠曲风险。
3 考虑振动在振动大的机床上,请使用碳纤维测针;阻尼好,碰撞和折断的风险降低。在振动明显的机床上应避免使用陶瓷测针。

按测杆材料选择

材料重量 · 刚性 · 使用场合
碳化钨重 · 很高 · 小直径测杆和台阶测针;大多数标准应用
陶瓷轻 · 中高 · 长测针;在机床上具有热稳定性和防断保护
钢重 · 高 · 对重量无要求的标准应用
碳纤维很轻 · 中 · 超长测针;振动大的机床

测球材料另行选择:红宝石、氮化硅、氧化锆、陶瓷或碳化钨。测针座和测杆材料为钛、碳化钨、不锈钢、陶瓷和碳纤维。

测头刀柄

将测头安装到主轴上的部件

CNC Probing 刀柄 — BT、HSK、SK 和 CAT

测头通过刀柄安装在主轴锥孔中。刀柄的作用不只是夹持:它使测头与主轴轴线对齐。如果刀柄选错,或没有进行对中,无论测头多么精密,每次测量都会带有一个固定偏差。

CNC Probing 测头刀柄
CNC Probing 测头刀柄。每个刀柄都随附拉钉和对中调节螺钉。

三步完成选型

1 确定主轴锥度BT、HSK、SK 或 CAT;根据机床型号确定。
2 确定锥度号例如 BT40、HSK63A、SK50。
3 组成型号代码锥度与本体直径组合。

只需两项信息

选择合适的刀柄需要知道两件事:机床的主轴锥度和测头的本体直径。锥度根据机床型号确定。型号代码将这两者结合在一起。

四个锥度系列

产品涵盖 BT、HSK、SK 和 CAT 锥度。BT 和 SK 系列常见于日本和欧洲产的加工中心,CAT 系列常见于美国产机床,HSK 系列常见于高速和精密加工中心。HSK 系列提供 E 型和 A 型两种本体。

含拉钉和调节螺钉

每个刀柄都随附拉钉和对中调节螺钉,无需另行订购零件。调节螺钉使测针针尖与主轴轴线对齐;这项调整在首次安装测头时进行一次即可。

型号列表

BT 系列CP-BT30-D11.2 CP-BT30-D20 CP-BT40-D11.2 CP-BT40-D20 CP-BT50-D11.2 CP-BT50-D20
HSK 系列CP-HSK25E-D11.2 CP-HSK32E-D11.2 CP-HSK40E-D11.2 CP-HSK50E-D11.2 CP-HSK63E-D11.2 CP-HSK63A-D20 CP-HSK100A-D20
SK 系列CP-SK30-D11.2 CP-SK40-D11.2 CP-SK50-D11.2 CP-SK40-D20 CP-SK50-D20
CAT 系列CP-CAT30-D11.2 CP-CAT40-D11.2 CP-CAT50-D11.2 CP-CAT50-D20

重复精度为设备自身的数值,不包含机床的定位误差。现场实际达到的精度取决于设备与机床的共同表现。

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