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TP200 测头(传感器)

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1.接触式触发测头及原理


  探针接触被测物体,与物体接触的力通过测头内部的弹簧来平衡,测针绕测头内部支点转动,造成一个或两个节点断开,是接触面积减小,电阻增加,当电阻到达触发阈值时,测头发出触发信号。


2.应变片式触发测头(TP200)


   测头精度高于标准的机械测头,有小的预行程变化量,触发寿命高于一千万次,测针更长、可与机动测座和加长杆兼容、可自动测针交换。如TP200。



   TP200测头吸盘对磁场敏感。所以测量时避免与带强磁性的夹具或工件接近,或者考虑使用防磁的测头或者使用碳纤维、陶瓷测针。



  TP200测头是Renishaw公司的一种高精度测头,这种测头具有以下几个特点:



(1)测头分成测头体和吸盘两部分,两者均有一磁力吸合面,靠磁力吸合。


(2)吸盘分成LF(低测力)、SF(标准测力)、EO(扩展超行程)三种。


(3)使用TP200测头必须使用PI200测头控制器。



(4)可以配置SCR200测头更换架,在测量过程中自动更换测头。

(5)TP200测头内含高敏感性硅应变片传感器,如果测头跌落或者受到强烈震动,可能导致永久性损坏,进而导致无法使用。为了保证测头的高精度,在设计此测头的过程中,采用了一些敏感、怕碰撞的高精度元件,对测量机运动状态要求比较高,对测量员操作水平要求比较高。


3.TP200安装步骤:


   要特别小心,不要让测头掉下来,将测头本体安装在测座上,然后再安装测针模块

   用手将侧头本体的螺纹末端拧到测座上的M8接头中,直到拧紧为止。但不要拧得过紧

   将S1‘C’形扳手放到定位孔上,用手拧紧

   建议扭矩为0.3Nm-0.5Nm



(1)将测头本体安装到RENISHAW的自动铰接的测座上


 在侧头本体安装到测座上之前,先把它拧到PAA1系列的接头上,操作方法和带M8连接的测座相同


      用S10扳手将自动铰接头锁到测座上


(2)将测针安装到测针模块上


   再把测针拧到测针模块上之前,应先从测头本体上拆下模块,否则可能导致TIP200传感器损坏。


(3)将测针模块安装到测头本体上


     检查测针模块和侧头本体的结合面是否有灰尘或其他污染物,如有必要用CK200材料清洁

     在将测针模块安装到侧头本体上之前先确保对准符号相匹配,以保证测针模块在磁力的吸引下正确结合。建议将模块滑转到接点上,而不是快速吸合上,因为强烈震动会损坏TP200传感器。

     按RESET(复位)按钮使测头复位,在PI200接口的前面板上,按两秒钟使测头复位到就绪状态。


【注意】:使用自动交换架SCR200,更换模块时可以降低TP200测头传感器受损的风险。

安装测头时,应注意以下问题:


(1)安装或者取下TP200测头时,应该轻拿轻放,避免任何形式的测头碰撞。

(2)安装TP200时,测头体和吸盘部分应该分两步安装,即首先将测头体拧在测座上,然后将吸盘与测头体吸合。安装TP200时,使用RENISHAW公司配置的标准安装工具(C型扳手)注意不能拧得过紧

(3)更换吸盘时,应该用手将测头体和吸盘对准,待两者接触吸合后,松开手。不能在两者还未接触时就松开手,靠两者之间的磁力吸合。

(4)使用Renishaw公司配置的CK200(橡皮泥)理TP200磁力面时,应该将TP200从测量机测座上取下。

(5)在更换吸盘测杆的时候,应该将吸盘从测头体上取下来。


TP200的维护:


      清洁测头本体之前,确认已关闭电源并且已从测座上拆下测头本体,清洁完之后按照组装的顺序重新组装上,并且要重新校验测针直径。



配置TP200测头系统时,我们应该注意一下几个问题:


(1)TP200测头可以和PH10T、PH10M等测座连接使用,在TP200测头和测座之间可以添加加长杆,在任何情况下,此加长杆长度不能超过200mm,联接加长杆后的刚性将影响测量精度。

(2)对标准测力吸盘(SF),使用金属测杆时,测杆长度一般不应该超过50mm,如果使用星形测杆进行测座A角90度测量时,测杆长度一般不超过20mm。使用非金属测杆时,测杆长度一般不超过100mm,并且不能使用星型测杆。

(3)对低测力吸盘(LF),使用金属测杆时,测杆长度一般不超过30mm,非金属测杆一般不超过50mm

(4)金属测杆和非金属测杆混合使用时,应该以标准要求最短长度为准


使用TP200侧头测量时,应注意以下几个问题;


(1)测量机CNC运行时,建议触发速度从2mm/s到6mm/s。为保证测量精度,应保证校准标准球的测量速度和工件测量速度一致。

(2)手动测量时,触测速度应该均匀平稳,但不能太慢

(3)TP200运行要非常平稳,如果测针过长或在运行中有震动、加速度比较大的情况下,可能会有误触发。

(4)如果用户有SCR200测头更换架,在更换测头时注意控制测量机运动速度不能过高。


TP200和吸盘故障判断说明:


当测量机发生碰撞或其他影响测座系统故障的事件时,TP200也可能发生故障,其故障判断表现为(以PH10M测座为例):

①可以听到TP200控制器里蜂鸣,Error指示灯亮红灯

②测座上的灯不全亮

③TP200主体上的灯全亮

④用手按下PI200控制器的复位按钮时,系统属于正常状态,所谓正常状态为吸盘后测座上灯全亮,TP200灯不亮,有时候稍微闪烁,但属正常现象。最直接的判断TP200是否有故障的方法是通过更换一个新的TP200来测试。

当TP200发生故障后,符合下面的TP200不能享受保修:


当TP200发生故障后,符合下面的TP200不能享受保修:


(1)外壳有凹痕或者深划痕;

(2)外壳与吸盘接触端圆度变形

(3)球盘与外壳不同心或者接触外壳

(4)球盘松动


当吸盘发生故障时,TP200正常的前提下,其故障表现为:


①设备的重复性不好

②设备不采点


判断方法:


  首先保证吸盘和吸盘接触的TP200主体(正常)使用橡皮泥清洁过,然后看看吸盘上有没有明显的划痕,工件或者夹具经过消磁处理,如果这些都正常,装上吸盘后,检查一下,如果结果重复性比较大或者不采点,则可能是吸盘的故障,也可以直接换一个正常的吸盘来判断。


TP200吸盘为非触发部件,非人为原因不会发生故障,因此本身没有保修


来源:山涧果子
碰撞电源材料控制
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首次发布时间:2025-01-05
最近编辑:1天前
山涧果子
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AC DMIS 3-2-1法构建坐标系

当进行工件测量时,坐标系建立是否合理正确将会直接影响到测量结果。对生产加工或装配造成很大的影响,故坐标系的建立必须遵守一定原则。坐标系建立原则 与传统的测量仪器不同,坐标测量机测量工件时,通常不需要对被测工件进行精确的调整定位,因为软件提供的功能可以让操作者根据工件上基准要素的实际方位来建立工件坐标系,即柔性定位。这样测量结果在很大程度上依赖于工件坐标系的建立是否合理。为了做到能合理地建立工件坐标系,必须遵守如下原则:   (1) 选择测量基准时应按使用基准、设计基准、加工基准的顺序来考虑。   (2) 当上述基准不能为测量所用时,可考虑采用等效的或效果接近的过渡基准作为测量基准。   (3) 选择面积或长度足够大的元素作定向基准。   (4) 选择设计及加工精度高的元素作为基准。   (5) 注意基准的顺序及各个基准在建立工件坐标系时所起的作用。   (6) 可采用基准目标或模拟基准。   (7) 注意减小因基准元素测量误差造成的工件坐标系偏差。坐标系分类 根据坐标系与测量机的关系,软件将坐标系分为 四种:机器坐标系、工件坐标系、当前坐标系和控制坐标系。 机器坐标系:机器坐标系是软件在运行后,通过对原始坐标系做出一些修正,从而达到近似理想的坐标系。如果各轴没有重新清零,机器坐标系是不会改变的,且机器坐标系是其他所有坐标系的参考坐标系。软件默认将机器坐标系名称命名为“MACHINE”,所以在保存坐标系命名时不要输入这个名称。 工件坐标系:因为被测件在坐标测量机的测量范围内可任意摆放,所以每一个零件被测量元素的空间位置都是不确定的。比如工件上有一个孔,它在坐标测量机中的坐标位置是一个随机的数据,但设计此孔或加工此孔时却有一个明确的坐标位置,为了让测量值与图纸上的值相统一,就需要建立一个与设计基准或加工基准等相一致的坐标系,我们把这样的一个坐标系就称之为工件坐标系。 当前坐标系:在测量过程中,因测量的需要可能要用到机器坐标系,也可能要用到工件坐标系,且有时工件坐标系有好几个,在测量过程中坐标系可能会相互切换,那么切换到此时的坐标系即为这一时刻的当前坐标系。 控制坐标系:对CNC控制的测量机而言,在其自动或编程运行中定义其运动目标和轨迹的坐标系。 由于机器坐标系是一台测量机所固有的坐标系;控制坐标系只是参与测量机运动轨迹的控制,前者不需要进行任何特殊操作,后者也仅仅是在已有的坐标系中进行选择,需要操作者特别关注的就只是根据测量需要来建立工件坐标系。AC DMIS 3-2-1法构建坐标系 功能:应用规则的几何元素建立工件坐标系。 操作:打开“坐标系”菜单中的“工件位置找正”选项或直接点击工具栏图标,弹出如 (图1)对话框: (图1) 界面说明:  A:操作步骤信息。  B:元素列表。  C:空间旋转轴向选择。  D:平面旋转轴向选择。  E:指定角度平面旋转。 F:偏置的轴向选项。 G:偏置的轴向偏置值。 名称:生成程序节点的名称也是保存坐标系的名称如(图2)。点击确定前必须输入名称。 (图2) 保存坐标系指令为:SAVE-COORSYS("str") str:表示常量,为输入的名称。    初始化:使当前坐标系回到机器坐标系。  调出坐标系:回调已保存过的坐标系。 编程指令为:LOAD-COORSYS ("str") str :表示常量,为选择的坐标系的名称。   CAD=工件:使模型坐标系和工件坐标系统一,即选择后对工件坐标系进行改变时模型坐标系也同时转换。选择后界面右上角的CAD=Part前打勾。操作见后面举例。  编程指令为:CAD-CMM Normal Part:建立理论坐标系,控制元素再现后其再现结果名义值是否根据坐标系自动改变。如点1在当前坐标系结果X轴名义值为10,打开工件位置找正界面选择该选项再坐标系沿X轴平移10后,再现点1其结果名义值变为0。如果坐标系平移前不选择该选项或平移后选择,再现点1其结果名义值仍为10。该功能不影响工件实测坐标系和模型坐标系。操作见后面举例。说明:使用该功能,元素结果需要有对应的名义值,否则坐标系改变后再现结果名义值不变或有异常。 编程指令为:激活功能 NORMAL-SYS("TRUE") / 关闭功能 NORMAL-SYS("FALSE")      确定:点击后建立新的坐标系同时按输入名称生成节点程序并自动保存坐标系。      取消:点击后当前坐标系为此前的坐标系,不改变。坐标系规定为右手定则-直角坐标系 建立工件坐标系一般分为三个步骤:空间旋转: 以所选矢量元素(平面,直线,圆锥,圆柱)确定为第一轴(主轴)。平面旋转: 以所选矢量元素(平面,直线,圆锥,圆柱)确定为第二轴(副轴)。偏置: 以所选元素确定坐标原点。 测量时若有CAD模型,并且欲利用模型进行有模型的特征测量,在该种情况下建立的工件坐标系必须与CAD模型坐标系完全相同。 测量时若没有CAD模型,则根据图纸设计基准建立工件坐标系。 建立工件坐标系之前,首先要在工件上测量(或构造)所需的特征(基本几何元素)。 分步建立坐标系: 空间旋转: 在可选元素列表“B”中选择欲进行空间旋转的基准元素,在空间旋转轴向选择“C”中的下拉列表框中选择第一轴(主轴)的轴向,点击“空间旋转”,使坐标系第一轴(主轴)方向为所选基准元素的法向矢量方向。此时,在“操作步骤信息栏”中显示空间旋转时进行的所有操作。  编程指令为:ALIGN-TO("str1", "str2" )    str1:为所选元素名称,如“平面1”。    str2:为该基准元素所决定的坐标轴,可以为“+Z”,“-Z”,“+Y”,“-Y”,“+X”,“-X”。 平面旋转: 在可选元素列表“B”中选择欲进行平面旋转的基准元素,在平面旋转轴向选择“D”中的下拉列表框中选择第二轴(副轴)的方向,点击“平面旋转”,使坐标系第二轴(副轴)方向为所选基准元素的法向矢量方向。此时,在“操作步骤信息”栏中显示平面旋转时进行的所有操作。 编程指令为:ROTATION-TO("str1", "str2" )    str1:为所选元素名称,如“直线1”。    str2:为该基准元素所决定的坐标轴,可以为,“+Z”,“-Z”,“+Y”,“-Y”,“+X”,“-X”。 偏置: 在可选元素列表“B”中选择欲进行偏置的元素,在偏置轴向选择中选择“X、Y、Z”或“自动”,表示以该元素坐标的所选分量为值进行坐标系偏置,偏置时该元素坐标没有分量,即偏置为零,若有分量则输入分量值,点击“偏置” 进行偏置。若是选中自动则X、Y、Z同时偏置。此时,在“操作步骤信息”栏中显示偏置时进行的所有操作。 偏置轴向编程指令为:P-OFFSET ("str1", "str2,..." )        str1:为所选元素名称,如“点1”。        str2:进行平移的坐标分量,可以为“X”,“Y”,“Z”。 偏置值编程指令为:OFFSET(X方向的偏置量,Y方向的偏置量,Z方向的偏置量) 说明: 偏置值为零时只使用轴向指令;偏置值不为零时,轴向指令和偏置值指令一起使用。 自动建立坐标系: 在点击“自动建坐标系”按钮前,可以在可选元素列表“B”中最多选择3个元素;并且应分别是面元素、线元素和点 性元素。 如果所选元素中有平面,在点击“自动建坐标系”按钮后,自动对该平面元素进行“空间旋转”,此时所建坐标系第一轴方向(主轴)为与所选平面矢量方向最靠近的机器坐标轴的正方向; 编程指令为:ALIGN("str1") str1:为所选元素名称,如“平面1”。 如果所选元素中有直线,圆柱,圆锥,再点击“自动建坐标系”按钮后,自动对该线元素进行“平面旋转”;此时所建坐标系第二轴方向(副轴)为与所选元素方向最靠近的机器坐标轴的正方向; 编程指令为:ROTATION("str1")   str1:为所选元素名称,如“直线1”。 如果所选元素中有点,圆,椭圆,方槽,圆槽,再点击“自动建坐标系”按钮后,自动对该元素进行“偏置”; 编程指令为:P-OFFSET("str1","str2,...")    str1:为所选元素名称,如“点1”。    str2:为“X,Y,Z”表示用所选元素的空间位置的三个分量作为坐标系的原点。 指定角度理论旋转: 在可选元素列表中没有选中项,在指定角度平面旋转区中指定所绕轴向和角度,点击“平面旋转”后,对当前坐标系进行理论旋转。 编程指令为:ROTATION("str1", "str2" )    str1:为旋转所绕的坐标轴,可以为“Z”,“Y”,“X”。    str2:为旋转的角度。 指定数值理论偏置: 在点击“偏置”前,如果偏置轴向选择“F”中没有选项,指定偏置量偏置“G”区中又有数值,则坐标系以选择轴向以指定偏置量进行偏置。 编程指令为:OFFSET(str1,str2,str3 )      str1:为X方向的偏置量。      str2:为Y方向的偏置量。      str3:为Z方向的偏置量。 特殊功能: 按照第二参考旋转参考轴,即通过指定的选项改变基本/初始坐标系。 点击“工件位置找正”界面上的“特殊功能”按钮,弹出如(图3)的对话框: (图3) 界面介绍: 围绕:包括X轴、Y轴、Z轴三个选项。 第二参考的参考轴设置的三个选项: 1.旋转距离到轴: 按给定的轴旋转坐标系,使某元素的指定坐标达到给定大小。 2.旋转到原始直线: 按给定的轴旋转坐标系,使名义点与当前坐标原点的连线经过其实测点,旋转以后,使名义值与其实测值的X、Y值比率相同。 3.旋转到等偏差: 按给定的轴旋转坐标系,使名义点与其实测点的连线成45度的倾斜,旋转以后,使名义点与其实测点X向变化量与Y向变化量相等。 选择元素:在其下拉菜单中选择元素,则其实测值将显示在其下的坐标值显示栏内。       确定:应用当前设置。       取消:不应用当前的设置并退出特殊功能界面。 应用实例: 1.旋转距离到轴: a.生成结果如(图4)中的圆-2: (图4) b.打开“特殊功能”界面,从“围绕”中选择一个轴(比如Z轴)并从“选择元素”下拉菜单中选择一个 点性元素(比如圆2),则其实测值将显示在坐标值显示栏内,然后选择“旋转距离到轴”并指定X向或Y向坐标系,并输入旋转后X向或Y向的坐标值(比如指定旋转后X的坐标值是15.1554) 。如(图5)所示: (图5) c.点击“确定”,则特殊功能界面自动关闭,并在“工件位置找正”界面显示出坐标系旋转的角度,然后输入坐标系“名称”并点击“确定”。如(图6)所示: (图6) d.将新坐标系下的元素(圆-2) 单击右键点击“再现”功能,则生成(圆-3)其X坐标值变为15.1554。如(图7)所示: (图7)  2.旋转到原始直线: a.生成结果如(图8)中的圆-4: (图8) b.打开“特殊功能”界面,从“围绕”中选择一个轴(比如Z轴)并从“选择元素”下拉菜单中选择一个 点性元素(比如圆-4),则其实测值将显示在坐标值显示栏内,然后选择“旋转到原始直线”并输入“圆-4”的名义值(比如-15.1554,-8.75)如 (图9)所示: (图9) c.点击“确定”,则特殊功能界面自动关闭,并在“工件位置找正”界面显示出坐标系旋转的角度 ;然后输入坐标系名称并点击“确定”并退出“工件工件位置找正”界面。如(图10) 所示: (图10) d. 将新坐标系下的元素(圆-4)单击右键点击“再现”功能, 则生成(圆-5)其坐标值即为坐标系旋转后的位置。如(图11)所示: (图11) 3.旋转到等偏差: a.生成结果如(图12)中的圆-6: (图12) b.打开“特殊功能”界面,从“围绕”中选择一个轴(比如Z轴)并从“选择元素”下拉菜单中选择一个 点性元素(比如圆-6),则其实测值将显示在坐标值显示栏内,然后选择“旋转到等偏差”,并输入“圆-6”的名义 值(比如X:15.1554,Y:-8.75),点击“确定”。如 (图13)所示: (图13) c.则特殊功能界面自动关闭,并在“工件位置找正”界面显示出坐标系旋转的角度,然后输入坐标系名称并点击“确定”并退出“工件工件位置找正”界面。如(图14)所示: (图14) d. 将新坐标系下的元素(圆-6)单击右键点击“再现”功能,则生成(圆-7)其坐标值即为坐标系旋转后的位置 。如(图15)所示: (图15) 注意: 只有点性元素(包括点、圆、方槽、圆槽、球、圆环)能作为被选元素,且此元素不能是用来确定坐标系原点的元素。 建立坐标系举例: 如(图16)所示,工件模型坐标系如蓝色箭头所示,机器坐标系的方向如左下角所示: (图16) 机器坐标系下,在工件上表面测量4点做成“平面-1”,结果矢量方向朝向+Z;在左侧面测量两点做成“直线-2”,结果矢量方向朝向+X;在中心孔测量4点做 成“圆-1”。建立坐标系如(图17)所示:  A: 将“平面-1”空间旋转到+Z方向;  B: 将“直线-2”平面旋转到+X方向;  C: 将“平面1”的Z坐标偏置为0,  D: 将“圆-1”的XY坐标偏置为0;  E: 输入坐标“名称”;点击“确定”。 (图17)当前坐标系变为“坐示系-5”,自学习生成建立坐标系节点程序.如(图18) 所示: (图18)视图刷新后,结果图和模型重合如(图19) 所示: (图19)Normal Part举例:如下图所示,在机器坐标系下测量结果。如(图20)所示: (图20)打开工件位置界面,坐标系初始化后点击“Normal Part”,再建立坐标系。如(图21)所示: (图21)坐标系建立后再现元素结果。如(图22)所示: (图22)如果建立坐标系时不选择Normal Part,则坐标系建立后再现元素结果。如(图23)所示: 图23)“CAD=工件”举例:在机器坐标系下建立工件坐标系。如(图24)所示: (图24)坐标系建立成功后,刷新CAD窗口,测量结果图形和模型重合。如(图25)所示: (图25)需要改变坐标系,例如平移X轴100,先调出之前的坐标系,再点击“CAD=工件”,平移X100后点击确定。如(图26)所示: (图26)刷新CAD窗口,测量结果图形和模型重合,工件坐标系和模型坐标系X平移100。如(图27)所示: (图27)如果改变坐标系,例如平移X轴100没有点击“CAD=工件”就平移X100。如(图28)所示: (图28)刷新CAD窗口,测量结果图形和模型不重合,工件坐标系X平移100,模型坐标系未改变。这时测量编程时就不能从模型上拾取值,如果拾取值会因和工件坐标系不一致造成碰撞或采不到点。如(图29)所示: (图29)来源:山涧果子

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