RationalDMIS7.0 PH20 测头的构建及校正方法

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前言：

RationalDMIS 率先支持 Renishaw 最新型高速五轴触发测座 PH20 !
PH20 的无级定位能力可保证最佳的工件测量，最大限度地减少测针的更换次数。测头高速运动可省去旋转测座的时间，这些速度的显著提高使得新系统的测量效率比传统触发系统提高了 3 倍。实现测头旋转尽可能避免不必要的坐标测量机(CMM)运动，仅使用测座的快速旋转运动，可更快地采集测量点，提高了精度和重复性，从而大大改善坐标测量机的性能。

五轴同步运动通过最大限度减少工件周围测座旋转所需的空间。

RationalDMIS 从 3.0.7 版本开始支持 PH20 测座， UCCServer 软件需要使用 4.4.11 及以上版本；

RationalDMIS7.0 PH20 测头的构建及校正方法详细步骤：

构建 PH20 测头

使用 PH20 测头之前，需要先在 uccserver 中进行 TOOL 构建及 RefTool 的校验；

打开 RationalDMIS 软件，如果之前没有构建过测头，会报错：

清除此错误，将双数据区的测头数据区激活，会在测头数据区中显示 I++ Server Sensor 节点；节点下会列出所有 uccserver 中存在的 TOOL；

切换软件界面到“构建测头”面板，右键“copy Label”，粘贴到“侧头名称”中，使用此名称作为测头标签名；

在软件中勾选相应的测头及组件

然后，添加/激活。

在 I++ Server Sensor 节点上右键 Refresh I++ Tools ，此 TOOL 从 I++ Server Sensor 节点下消失，构建测头完成；

如果有多个 TOOL 存在，重复上面操作，直到所有测头构建完成；

测头校验及添加具体角度

在 RefTool 已经从 uccserver 中进行校验过的前提下，可以用软件中测头右键“Requalify”功能来进行测头的校验；

如果测头当前物理角度不是（0， 0）度，可以使用“ReActive”来将测头角度恢复为（0， 0）度；

有时根据实际测量需求，需要在 uccserver 中构建具体的测头角度，例如 A30， B30；只要在uccserver 中先添加具体角度；

然后再“Refresh I++ Tools”之后，在测头节点下就会出现此角度；

在软件中“Activate and Requalify” 后即可使用，不需要关闭软件

设置 5 轴命令格式

程序设置——5 轴设置 ——创建 5 轴命令在

DMIS：默认设置为此项，例如下面的语句格式：
GOTO/CART,59.483534,49.695423,45.000000,HEADCS,10.000,118.000

I++ ：为了保持和旧版本软件兼容性，保留了 I++格式的 5 轴命令，例如下面的语句格式：
DMESW/COMAND,'IPPDME:GOTO( X(59.483678), Y(49.694780), Z(45.000000),$
Tool.Alignment( -0.159602, -0.035706, 0.986535, 0.962737, 0.215382, 0.163548))'

可以看出， DMIS 格式的语句更加简洁明白，角度显示为具体数字，便于修改；

更换测头角度

PH20 更换测头角度有 2 种方式，“移动机器”和“移动探头”；

移动机器方式：测头红宝石中心位置不变，机器和测头同时运动到指定的角度；

生成的 DMIS 语句如下：
GOTO/CART,85.467396,55.509630,101.003518,HEADCS,45.000,45.000

移动探头方式：只有测头自动旋转到指定角度，机器不运动。

生成的 DMIS 语句如下：
SNSLCT/S(TOOL_30X2_1_30_2),HEADCS, 45.000,45.000

另外可以使用元素来选择测量角度：

选择测量方式(3 轴测量|移动、 2 轴测量、 5 轴测量)

测量方式从软件右下角进行选择：

3 轴移动|测量：和之前常规的测量方式相同，完全依靠机器的移动进行测点触发测量；

2 轴移动测量：机器不移动，测头旋转来完成测点触发测量；

5 轴移动测量：机器移动到测量点上方，然后测头旋转来完成测量；

3 轴测量|移动按钮生成的 DMIS 语句如下：
DMESW/COMAND,'IPPDME:SetProp(Tool.PtmeasPar.HeadTouch(0))'
2 轴测量按钮生成的 DMIS 语句如下：
DMESW/COMAND,'IPPDME:SetProp(Tool.PtmeasPar.HeadTouch(1))'
5 轴测量按钮生成的 DMIS 语句如下：
DMESW/COMAND,'IPPDME:SetProp(Tool.PtmeasPar.HeadTouch(2))'

机器及测头运动控制

可以使用软件右下角的“机器位置”界面中的“绝对移动”、“相对移动”、“矢量移动”来控制机器及测头运动；如果当前激活的测头为 PH20，则会显示 A/B 编辑框， A/B 角编辑框用来控制 PH20 角度的旋转；

绝对移动操作界面如下：

在界面中输入移动的 X/Y/Z 位置及 A/B 角，点预览可以在图形区进行预览；点应用，机器移动到指定的 X/Y/Z 位置，同时 A/B 角旋转到指定角度；

生成的 DMIS 语句如下：
GOTO/CART,-300.000000,-100.000000,-400.000000,HEADCS,45.000,45.000
相对移动操作界面如下：

在界面中输入移动的 X/Y/Z 增量及 A/B 角增量，点预览可以在图形区进行预览；点应用，机器移动位置和测头角度运动指定的增量；

矢量移动操作界面如下：
可以选择使用探头方向、测点方向或者使用元素来进行控制；

使用元素来控制需要将元素拖放到“矢量”框中：

DMIS 右键模板语句

X,Y,Z,Tool.Alignment 产生如下 DMIS 语句：
DMESW/COMAND,'IPPDME:GOTO(X({#}),Y({#}),Z({#}),Tool.Alignment({Pi},{Pj},{Pk},{Si},{Sj},{Sk}))'
探头出发控制产生如下 DMIS 语句：
$$ x=0 Head Touch mode is OFF
$$ x=1 Head moves to complete the trigger
$$ x=2 Machine moves to complete the trigger
$$ x=3 3 axis move to approach position (Retains the Head Angle at the point where the PtMeas was sent)
DMESW/COMAND,'IPPDME:SetProp(Tool.PtmeasPar.HeadTouch({x}))’

5 轴机器 GOTO 命令产生如下 DMIS 语句：
DMESW/COMAND,'GOTOEX/{X}, {Y}, {Z}, {A}, {B}'
移动方式：红宝石中心移动到 X， Y， Z 的位置，同时测头旋转到（A， B）角。
5 轴机器更换测头角度产生如下 DMIS 语句：
DMESW/COMAND,'CHANGETOOL/{A}, {B}'
移动方式：红宝石中心位置不变，测头旋转到（A， B）角。

HeadTouch 测量操作方法

使用 HeadTouch 方式进行测量，需要先在软件中设置测量方式为 2 轴移动或者 5 轴移动；

下面以圆元素为例来说明在 RationalDMIS 中进行 HeadTouch 测量的操作方法：

在测点管理界面测量

拖放理论元素到测点管理面板，产生测量点，进行测量：

记录的 DMIS 语句如下：
$$ Measurement points are created through nominal points
MEAS/CIRCLE, F(CIR1), 6
GOTO/CART,24.044202,47.813189,47.000350,HEADCS,6.000000,-66.000000
PTMEAS/CART, 19.484992, 45.759630, 33.000000, 0.911776, 0.410689,$
0.000000, PCS, 24.247754, 8.948346, 180.000000, ALLAXESTOUCH
PTMEAS/CART, 37.744891, 32.613297, 33.000000, 0.100197, 0.994968,$
0.000000, HEADTOUCH
PTMEAS/CART, 58.259899, 41.853667, 33.000000, -0.811559, 0.584270,$
-0.000000, HEADTOUCH
PTMEAS/CART, 60.515008, 64.240370, 33.000000, -0.911776, -0.410689,$
0.000000, HEADTOUCH
PTMEAS/CART, 42.255109, 77.386703, 33.000000, -0.100197, -0.994968,$
0.000000, HEADTOUCH
PTMEAS/CART, 21.740101, 68.146333, 33.000000, 0.811559, -0.584270,$
0.000000, HEADTOUCH
ENDMES

使用工具条测量

使用测量选取工具条的“MEAS”，直接在 CAD 上选取元素，进行 HeadTouch 测量；

拖放生成测量块，运行程序测量

选取理论元素之后，拖放到 DMIS 工具条的“拖放测量块”生成 DMIS 程序，运行程序进行HeadTouch 测量；

即点即测测量

使用测量工具条“在几何元素上创建/编辑测量点”来进行即点即测 HeadTouch 测量；

元素右键菜单测量

使用元素右键“产生测量点” 来进行 HeadTouch 测量；元素右键“自动测量” 来进行 HeadTouch 测量；

其他相关设置

DMIS 语句实现
GOTO/HEADCS,A,B
此语句执行时会先等待机器运行停止并且保持机器红宝石位置不变直到测头旋转到 A/B 角；
SNSLCT/S(label),HEADCS,A,B
此语句将激活 label 名称的测头，并且旋转测头到 A/B 角；机器位置不动，测头完成旋转；

程序设置增加 PH20 接触面角度控制

程序设置——5 轴设置 —— PH20 测量角度

默认角度是 30 度；此项控制内圆和内圆柱之外元素测量时，测针和接触面之间的夹角；

程序设置增加 PH20 在 DMIS 中创建探头方向使用选项

见下图, 同一个元素分别设置成 HEADCS 和 PCS 产生语句的区别:
HEADCS: 生成 5 轴的 goto 为：
GOTO/CART,29.959938,40.667000,45.000350,HEADCS,6.000000,-37.000000。不同坐标系下，运行此语句 PH20 转的 A、 B 角为固定值。
PCS：生成的 5 周 goto 为：GOTO/CART,29.965828,40.662875,45.000350,PCS,55.012850,6.040703,180.000000。在变换坐标系后， PH20 会根据坐标系的变换来调整 PH20 将要转的角度。