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宁波研发园A区2栋12B17
聚贤街道,鄞州区,宁波市,浙江中国
Work Hours
周一 to 周五: 8:30AM - 10:30PM
周六 to 周日: 9:30AM - 10:30PM
前言
马波斯MIDA触发式测头系统应用于CNC加工中心，实现机内测量（In-Machine Measurement）——在加工准备阶段进行工件找正，在工序间/工后进行原位尺寸检测，无需将工件移至三坐标测量机。
日本 SODICK（苏比克）以其高精度放电加工机和线切割机闻名。马波斯 MIDA VTS（Vision Tool Setting）影像式对刀仪在 SODICK CNC 系统上有完整的 VTS 软件方案，实现非接触式高精度刀具测量和完整性检测。
本文基于马波斯官方手册 D310W9AG00（VTS Software – Tool Measure on Machining Center – SODICK CNC）。SODICK VTS 采用 O87xx 宏程序体系（与马扎克 O97xx 体系不同）：O8700 主测量循环共有 17 个参数（比马扎克多 E/Q/W/X/Y），其中 D=半径刀补、M=长度刀补，与马扎克语义互换。
一、系统概述
1.1 VTS 系统组成
马波斯 VTS 影像对刀系统包含以下核心硬件组件：
| 组件 | 型号 / 说明 |
|---|---|
| VTS-SU | 光学传感器单元。安装在机床工作台上的 CCD 相机模块，内置照明系统 |
| VTS-EU | 处理单元。安装在电气柜中的图像处理器，运行图像分析算法 |
| 气动防护组件 | 气幕发生器和快门机构，保护光学窗口 |
| 空气过滤单元（选配） | 为气动系统提供洁净气源 |
1.2 系统架构
SODICK CNC
│
├── VTS 软件宏程序（安装于 CNC 用户宏区）
│ ├── O8700 (VTS_PRES) 标准测量循环
│ ├── O8701 (VTS_CALIBRATION) 自动标定
│ ├── O8730 (VTS_SINGLEC_PRES) 静态模式测量
│ ├── O8731 (VTS_SINGLEC_INTCHECK) 静态完整性检查
│ └── O8702~O8728 辅助循环
│
├── 以太网 ──► VTS Bridge PC
│ │
│ ├── 以太网 ──► VTS-EU ──► VTS-SU
│ │
│ └── config.ini（通信变量配置）
│
└── 触发信号输入（SKIP）
1.3 测量原理
VTS 系统通过光学成像实现非接触测量：
- CCD 相机捕捉刀具的实时影像
- VTS-EU 运行图像分析算法，提取刀具轮廓
- 与预设的刀具参考轮廓（数字指纹）比对
- 输出刀具长度、半径、刃口状态等测量结果
- 结果通过以太网回传至 SODICK CNC，写入刀具补偿表
二、测量功能
2.1 刀具长度测量
通过 VTS 相机采集刀具尖端至基准平面的距离，自动计算刀长补偿值。
2.2 刀具半径测量
分析刀具旋转时的最大径向投影，精确测量刀尖半径。
2.3 切削刃完整性检测
高分辨率成像技术检测每个切削刃的轮廓完整性，包括：
– 刀齿是否完整（无崩刃）
– 刀刃磨损量是否在公差范围内
– 刀具对称性检查
2.4 数字化刀具指纹
系统为每把刀具建立独特的数字指纹——基于刀具几何特征（长度、半径、轮廓形状、刀刃角度等）的复合特征向量。在后续检测中实时比对该指纹，快速判断刀具是否异常。指纹特征包括：
| 指纹特征 | 说明 |
|---|---|
| 刀具总长度 | 尖端到刀柄基准面的距离 |
| 最大半径 | 旋转时最大径向投影 |
| 刀刃数量 | 实际检测到的切削刃数量 |
| 各刀刃高度 | 每个切削刃的径向伸出量 |
| 轮廓形状码 | 刀具轮廓的几何特征编码 |
| 对称性指标 | 各刀刃的对称度 |
三、软件安装
3.1 安装步骤
| 步骤 | 操作 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | 将 VTS 软件复制到 SODICK CNC | 从马波斯安装光盘复制到 CNC 的指定目录 |
| 2 | 配置网络连接 | 设置 CNC 和 VTS Bridge PC 的以太网参数 |
| 3 | 安装 Bridge 软件 | 在 PC 或工控机上安装 SODICK 版 VTS Bridge 桥接软件 |
| 4 | 安装 GUI 图形界面（可选） | 提供可视化编程和测量结果显示 |
| 5 | 配置 VTS 参数 | 设置测量参数、刀具表映射等 |
| 6 | 执行系统标定 | 使用标准校准件对 VTS 进行光学标定 + 位置标定 |
3.2 安装配置要求
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| SODICK CNC 软件版本 | 需支持外部宏程序调用 |
| VTS-EU server 版本 | 需 ≥ 7.1 版本 |
| VTS Bridge 版本 | 需 ≥ 3.4.5 版本 |
| 以太网 | CNC ↔ Bridge PC ↔ VTS-EU 在同一子网 |
| 通信协议 | 马波斯专有协议 |
四、系统配置参数
4.1 VTS Bridge 配置
VTS Bridge 桥接软件通过 config.ini 文件配置（官方 D310W9AG00 原文：”#140 value must match the one set in config.ini (Bridge configuration file)”）：
| 配置项 | 说明 |
|---|---|
| 通信变量索引 | CNC 中用于数据交换的变量号 #140（必须 =149 或 ≥500），必须与 config.ini 中设置的变量号一致（官方无 BRIDGE_INDEX 键名） |
4.2 CNC 系统配置参数表
VTS 软件安装在 SODICK CNC 后，需在用户宏程序（VTS_INIV O8721）中配置以下系统参数。这些参数直接影响 VTS 系统的测量行为和安全保护逻辑（按官方 D310W9AG00 原文整理）。
| 参数变量 | 说明 | 官方示例值 |
|---|---|---|
| #140 | Bridge 数据交换索引变量，必须等于 149 或 ≥500，需要 51 个连续空闲 # 参数（#149~#199 或更高）。#140 本身不存储IP地址，而是指向连续变量区用于 CNC 与 Bridge 之间的数据交换；必须与 config.ini 中设置的变量号一致 | 149 |
| #112 | 刀具补偿表几何值定义：1=半径, 2=直径 | 1 |
| #103 | 最小刀具长度（mm 或 in） | 100 |
| #104 | 最大刀具长度（mm 或 in） | 200 |
| #109 | 最大刀具半径（mm 或 in） | 20 |
| #111 | 接近/退回传感器单元与刀具清洁器的模式：#111=0 → G0 模式，否则 G1 模式 | 0 |
| #114 | 轴移动进给速度（G1 和 G31，mm/min 或 in/min），#114=0 → G0 模式 | 5000 |
| #124/#125/#126 | VTS 径向/平行/轴向轴号（参照位置系统变量，如 #5021/#5022/#5023） | 1/2/3 |
| #138 | 长度测量接近方向（+1 正向 / -1 负向） | -1 |
| #119 | 半径测量接近方向（+1 正向 / -1 负向） | 1 |
| #117 | 0=VTS skip 常开 / 1=VTS skip 常闭 | 0 |
| #118 | 机床多跳步输入 G31P#118，默认 1 | 1 |
| #115 | 0=禁用运行时转速标定 / 1=启用（参考安装手册 D31036CG00） | 1 |
| #116 | 0=禁用 Drop Filter / 1=启用（参考用户手册 D31036CG00） | 0 |
| #127/#128/#129/#130 | 刀补表读写索引：半径几何 / 长度几何 / 半径磨损 / 长度磨损 | 13000/11000/12000/10000 |
| #147 | Y 值索引（仅车刀）；#147=0 时 #[#110+3]=Y | 0 |
| #148 | 曲率半径索引；#148=0 时 #[#110+2]=CR | 0 |
配置示例：
; 通过宏程序写入系统参数
#140 = 149 ; Bridge 索引变量编号（须与 config.ini 一致）
#112 = 1 ; 刀具补偿表使用半径值
#103 = 100.0 ; 最小刀长 100mm
#104 = 200.0 ; 最大刀长 200mm
#109 = 20.0 ; 最大刀径半径 20mm
#114 = 5000 ; G1 进给 5000mm/min（0=G0）
参数设置说明：
- #140 同步规则：CNC 中 #140 的值必须与 VTS Bridge 配置文件
config.ini中设置的变量号完全一致（D310W9AG00 原文）。CNC 与 Bridge 之间通过 #140 起始的连续 51 个宏变量（#149~#199 或更高编号）进行数据交换，#140 本身是索引编号，并非 IP 地址 - #103/#104 安全区间：建议最小刀长设为短刀具长度减去 5mm 余量，最大刀长设为最长刀具加上 10mm 余量
- #109 刀径限制：应考虑 VTS-SU 光学传感器单元的物理视野范围，过大的 #109 值可能导致测量结果不准确
- #114 速度选择：精密测量建议设置固定进给速度，避免 G0 快速移动带来的振动影响
五、VTS 循环调用参数表
SODICK CNC 系统通过 G65 调用 VTS 宏程序。以下四个主循环（O8700/O8701/O8730/O8731）是日常使用最频繁的测量循环（按官方 D310W9AG00 原文整理，参数按书写顺序）。
5.1 O8700 (VTS_PRES) — 标准测量循环（旋转刀具）
功能：对旋转状态下的刀具进行长度和半径测量，结果自动写入刀具补偿表。
调用示例：
G65 P8700 A300. B5000. C0. J2. K1.
| 参数 | 名称 | 说明 | 必选 | 默认值 |
|---|---|---|---|---|
| A | 安全距离 | 刀尖与 VTS 轴向位置之间的安全距离（mm/in），省略时使用轴向 HOME 位 | ❌ | 省略=轴向 HOME |
| B | 主轴转速 | 须符合 VTS 安装/用户手册规格 | ✅ | — |
| C | 长度径向偏移 | 长度测量径向偏移，同心刀具 C=0，否则 C>0 | ✅ | — |
| D | 半径刀补 | 主轴刀具号 / 刀表半径刀补偏移（刀表长度与半径不共用同一指针时需要） | ❌ | #4120（地址 T） |
| E | 测量结束旋转 | E=1 测量结束保持旋转；省略=停止旋转 | ❌ | 省略=停 |
| F | TIR 计算 | F>0 启用 TIR 计算 + 公差检查（超差报警） | ❌ | 省略=禁用 |
| H | 刀具中心 | H=1 启用刀具中心计算（刀具须完全进入 VTS ROI 画面） | ❌ | 省略=禁用 |
| I | 半径轴向偏移 | I=-1 不测半径；I>0 只分析刀尖到该偏移区间；I=0/省略=分析整个 VTS 区域 | ❌ | 省略=全区域 |
| J | 测量模式 | 0=未知刀无清洁 / 1=未知刀带清洁 / 2=已知刀无清洁 / 3=已知刀带清洁 | ✅ | — |
| K | 曲率半径 | K=1 启用曲率半径测量（须配 I=名义半径） | ❌ | 省略=禁用 |
| M | 长度刀补 | 主轴刀具号 / 刀表长度刀补偏移（未给 D 时兼作半径刀补） | ❌ | #4120（地址 T） |
| Q | RPM 搜索范围 | 运行时转速标定（#115=1）时的搜索范围 ±，默认 5，最大 20 | ❌ | 5 |
| R | 刀长公差 | R>0 超差报警不写表只写磨损；R<0 超差报警不写表；R=0/省略 不检查并覆写几何 | ❌ | 省略=覆写几何 |
| S | 刀径公差 | 同 R | ❌ | 省略=覆写几何 |
| W | 测量后回退 | 测量后刀尖与 VTS 轴向位置之间的回退距离，省略=轴向 HOME 位 | ❌ | 省略=轴向 HOME |
| X | RPM 补偿倍率 | RealRPM = B × X，默认 1，可与 Y 配合使用 | ❌ | 1 |
| Y | RPM 补偿偏移 | RealRPM = B + Y，默认 0，可与 X 配合使用 | ❌ | 0 |
5.2 O8701 (VTS_CALIBRATION) — 自动标定循环
功能：自动寻找 VTS 视场（ROI）中心并标定，标定过程主轴自动以 5000 rpm 旋转。
无必填参数。调用格式 G65 P8701。前置条件：O8721 配置完成、基准刀长度值已写入刀补表、用 手轮 将标定刀尖完全移入 VTS 画面（无需对焦但必须完全取景）。
标定数据输出至 #[#110+5]~#[#110+8]（VTS 轴向方向 / 径向中心 MCS / 平行中心 MCS / 轴向中心 MCS）。
5.3 O8730 (VTS_SINGLEC_PRES) — 静态模式测量
功能：适用于插铣刀（inserted mills），可找存每刃角度并进行静态测量（较 O8700 省时）。刀径须大于 ROI 宽度的一半（VTS Small Field=0.3mm / Wide Field=1.6mm）；机床须有主轴定向选项。
调用示例：
G65 P8730 A50. B6000. C6. I0.2 J2. X6. V1.
| 参数 | 说明 | 必选 | 默认值 |
|---|---|---|---|
| A | 安全距离（省略=轴向 HOME 位） | ❌ | 省略=轴向 HOME |
| B | 主轴转速 | ✅ | — |
| C | 长度测量径向偏移（同心=0） | ✅ | — |
| D | 主轴刀具号 / 刀长刀补偏移 | ❌ | #4120（地址 T） |
| I | 半径测量轴向偏移（I=-1 不测半径） | ❌ | 省略=全区域 |
| J | 测量模式：0~3（J=4/5 时做磨损判定，超 R 公差→报警 120） | ✅ | — |
| K | 曲率半径测量（K=1 启用，须配 I=名义半径） | ❌ | 省略=禁用 |
| M | 刀径刀补表偏移 | ❌ | #4120（地址 T） |
| Q | RPM 搜索范围（默认 5，最大 20） | ❌ | 5 |
| R | 刀长公差（R>0 超差报警只写磨损；R<0 超差不写表；R=0 覆写几何） | ❌ | 省略=覆写几何 |
| S | 刀径公差（同 R） | ❌ | 省略=覆写几何 |
| X | 刃数（必填） | ✅ | — |
| V | V>0 找存各刃角+静态测；V<0 用已存角分度+静态测 | ❌ | V>0 |
| U | 首刃相位（省略=自动寻找，循环时间更长） | ❌ | 省略=自动找 |
5.4 O8731 (VTS_SINGLEC_INTCHECK) — 静态完整性检查
功能：在非旋转状态下检测刀具轮廓完整性，检查崩刃、磨损等异常。必须先对同一把刀执行 O8730 至少一次（刀长/半径值须已在刀表，且 O8730(V>0) 已存各刃分度角/参考帧）。
调用示例：
G65 P8731 A50. B6000. C6. I0.2 J4 R0.2 X6.
| 参数 | 说明 | 必选 | 默认值 |
|---|---|---|---|
| A | 安全距离（省略=轴向 HOME 位） | ❌ | 省略=轴向 HOME |
| B | 主轴转速 | ✅ | — |
| C | 长度测量径向偏移（同心=0） | ✅ | — |
| D | 主轴刀具号 / 刀长刀补偏移 | ❌ | #4120（地址 T） |
| I | 半径测量轴向偏移（I=-1 不测半径） | ❌ | 省略=全区域 |
| J | 模式：4=轮廓比对无清洁 / 5=轮廓比对带清洁 / 6=表面半自动无清洁 / 7=表面半自动带清洁（6/7 每刃停 M0，由操作员经 VTS GUI 手动采参考帧） | ✅ | — |
| M | 刀径刀补表偏移 | ❌ | #4120（地址 T） |
| Q | Q=+1 查正刃变异 / Q=-1 查负刃变异 / Q=0 两者都查 | ❌ | 0 |
| R | 参考帧采集模式 / 完整性公差（必填）：R=0 采集参考帧；R>0 比对，超差→报警 120 TOOL OUT OF TOLERANCE | ✅ | — |
| X | 刃数（必填） | ✅ | — |
注：O8731 只做新旧图比对，不更新几何长度/半径。完整性检查超差经 #3000 报警 120 报告（非 #970 返回值）。
5.5 辅助循环一览
除四个主循环外，VTS 软件包还包含以下辅助循环程序：
| 宏号 | 名称 | 功能 |
|---|---|---|
| O8702 | VTS_MOVEG1 | 直线移动控制 |
| O8703 | VTS_MOVETOUCH | 测量移动控制 |
| O8704 | VTS_FASTCHECK | 系统运行状态初始检查 |
| O8706 | VTS_FOCUS | 焦距状态采集 |
| O8709 | VTS_ROICALC | ROI 区域及角步长计算 |
| O8712 | VTS_SKIP | 跳步功能 |
| O8717 | VTS_GEOMAN | 测量几何计算 |
| O8719 | VTS_SHUTDOWN | VTS 系统关闭程序 |
| O8721 | VTS_INIV | 配置参数初始化 |
| O8722 | VTS_INTCHECK | 完整性检测帧设定 |
| O8723 | VTS_SPINDLEINDEX | 主轴分度 |
| O8725 | VTS_ERR | 错误状态管理 |
| O8727 | VTS_SETTOOLINFO | 写入刀具数据至 VTS EU |
| O8728 | VTS_GETTOOLINFO | 从 VTS EU 读取刀具数据 |
| O8768 | VTS_RDTOOL | 从 CNC 刀具表读取数据 |
| O8769 | VTS_WRTOOL | 写入数据至 CNC 刀具表 |
5.6 测量结果变量
VTS 测量完成后，结果自动写入 CNC 刀具补偿表。扩展测量结果（TIR/刀具中心/曲率半径，由 K/F/H 参数启用）通过 #110 索引变量读取（#110 必须 ≥500，需 9 个连续空闲 # 变量）：
| 变量 | 说明 |
|---|---|
| #[#110+0] | RUNOUT（TIR 跳动） |
| #[#110+1] | TOOL CENTER（刀具中心） |
| #[#110+2] | CURVATURE RADIUS（曲率半径） |
| #[#110+3] | Y 值（仅车刀，#147=0 时） |
| #[#110+4] | 空 |
| #[#110+5] | VTS 轴向方向标定数据 |
| #[#110+6] | 径向中心（MCS）标定数据 |
| #[#110+7] | 平行中心（MCS）标定数据 |
| #[#110+8] | 轴向中心（MCS）标定数据 |
说明：
#970仅为系列约定状态变量（0=正常/4=特定状态），官方结果与错误均不通过 #970/#971/#972/#973 返回——错误经 #3000 报警 100~132 报告，测量结果走 #110 索引或直接写入刀补表。
六、VTS 完整标定流程
VTS 系统标定分为三步：光学标定 → 位置标定 → 验证标定。首次安装或更换 VTS 硬件后必须完成全部三步。
6.1 光学标定（Pixel Calibration）
光学标定的目的是确定相机像素尺寸与实际物理尺寸的转换比例（μm/pixel），这是所有后续测量的基础。
所需工具：
– 标准校准件（高精度校准圆棒，已知直径，通常为 Ø10mm 或 Ø20mm，精度 ±1μm）
– 校准件需已安装在刀柄上，并在刀具表中正确登记尺寸
操作步骤：
| 步骤 | 操作 | 详细说明 |
|---|---|---|
| 1 | 安装校准件 | 将标准校准件装入主轴，调用对应刀号 |
| 2 | 移至安全高度 | G0 Z+100; 移动至 VTS 测量区域上方 |
| 3 | 启动自动标定 | 用手轮将校准件刀尖完全移入 VTS 画面，执行 G65 P8701（无参数） |
| 4 | 图像采集 | VTS-EU 自动采集校准件图像，分析边缘轮廓 |
| 5 | 计算转换比 | 系统根据已知校准件直径计算 μm/pixel 转换系数 |
| 6 | 验证结果 | 确认误差在 ±2μm 以内，否则重新标定 |
标定质量判定：
| 判定 | 像素/微米偏差 | 处理方式 |
|---|---|---|
| ✅ 合格 | < ±1 μm | 标定完成，数据自动保存 |
| ⚠️ 警告 | ±1~2 μm | 可接受，建议重新标定一次取平均 |
| ❌ 不合格 | > ±2 μm | 检查校准件是否清洁、是否安装正确、VTS 镜头是否洁净，重新标定 |
6.2 位置标定（Position Calibration）
位置标定的目的是确定 VTS 光学传感器在机床坐标系中的精确坐标位置。
所需工具：
– 基准刀具（长度和半径精确已知的参考刀具）
操作步骤：
| 步骤 | 操作 | 详细说明 |
|---|---|---|
| 1 | 装基准刀具 | 将基准刀具装入主轴，调用对应刀号 |
| 2 | 移至 VTS 区域 | 手动或自动将基准刀具移至 VTS 相机视野中心区域 |
| 3 | 执行位置标定 | 用手轮将基准刀尖完全移入画面，执行 G65 P8701（无参数） |
| 4 | 坐标自动计算 | 系统测量基准刀具在 VTS 视野中的实际坐标位置 |
| 5 | 写入偏置 | 将测量坐标自动写入机床坐标系偏置 |
| 6 | 确认标定结果 | 标定数据写入 #[#110+5]~#[#110+8]；标定失败经 #3000 报警（100~132）报告 |
标定结果验证：
执行位置标定后，建议立即运行一次标准测量循环验证标定准确性：
G65 P8700 A300. B5000. C0. J2. ; 已知刀无清洁模式，同心测量
; 测量超差经 #3000 报警（120/121/122）报告
6.3 验证标定（Verification Calibration）
验证标定是用第三把已知尺寸的标准刀具验证整个测量系统的综合精度。
操作步骤：
| 步骤 | 操作 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | 准备验证刀具 | 使用与标定不同的另一把已知尺寸刀具 |
| 2 | 执行标准测量 | G65 P8700 A300. B5000. C0. J2. |
| 3 | 读取测量结果 | 测量结果自动写入刀补表；扩展结果经 #[#110+0]~#[#110+8] 读取 |
| 4 | 与理论值比对 | 计算测量值与理论值的偏差 |
| 5 | 判定结果 | 长度偏差 ≤ ±5μm、半径偏差 ≤ ±3μm 为合格 |
精度标准：
| 测量项 | 允许偏差 | 说明 |
|---|---|---|
| 刀具长度 | ≤ ±5 μm | 参考 SODICK 机床精度等级 |
| 刀具半径 | ≤ ±3 μm | 参考 VTS 系统重复精度 0.2 μm |
| 刀刃完整性 | 无误报 | 验证刀具的每个刀刃检测结果 |
6.4 标定周期建议
| 场景 | 建议操作 |
|---|---|
| 首次安装 | 完整三步标定（光学+位置+验证） |
| 更换 VTS-SU 相机 | 完整三步标定 |
| 更换 VTS-EU 处理单元 | 完整三步标定 |
| 更换刀具类型（新批次） | 位置标定 + 验证标定 |
| 机床热机后（温差 > 5°C） | 仅位置标定（可选光学标定） |
| 每日开机 | 检查标定状态，若出现 #3000 报警（128 MISSING CALIBRATION DATA 等）则重新标定 |
| 每月 | 完整光学标定一次，确认转换系数无漂移 |
七、VTS 误差码表
VTS 系统错误经 #3000 报警（错误码 100~132，官方 D310W9AG00 附录）在 CNC 屏幕报告，按官方原文整理如下：
| 错误码 | 含义 | 排查要点 |
|---|---|---|
| 100 | WRONG #140 OR #110 VALUE | 检查 O8721：#140 必须=149 或 ≥500，且 #110 ≥500 |
| 101 | WRONG TOOL LENGHT | 刀表长度=0 或超出 #104 |
| 102 | WRONG TOOL RADIUS | 刀表半径=0 或超出 #109 |
| 103 | MISSING X INPUT | 必填参数 X（刃数）未指定 |
| 104 | MISSING R INPUT | 完整性检查必填参数 R 未指定 |
| 105 | MISSING B INPUT | 必填参数 B（转速）未指定 |
| 106 | MISSING C INPUT | 必填参数 C（长度径向偏移）未指定 |
| 107 | WRONG J INPUT | J 参数值不正确 |
| 108 | SKIP ERROR – CHECK #[#140+50] | SKIP 功能错误，检查 #[#140+50] |
| 109 | GEOM.AN ERROR – CHECK #[#140+14] | 几何分析未完成，检查 #[#140+14] |
| 110 | GEOM.AN ERROR – CHECK #[#140+8] | 几何分析未完成，检查 #[#140+8] |
| 111 | RETRACTION ERROR – CHECK SKIP MODE | 测量回退失败，检查 SKIP 模式 |
| 112 | CHECK FRAME NOT OK – CHECK #[#140+3] | VTS 帧检查未完成，检查 #[#140+3] |
| 113 | GET STATUS NOT OK – CHECK #[#140+2] | VTS 未就绪，检查 #[#140+2] |
| 114 | BRIDGE CONNECTION TIMEOUT | 检查 Bridge↔EU 以太网连接，重置 #[#140] 并重启 Bridge |
| 115 | SKIP NOT OK – CHECK #[#140+50] | SKIP 流程未完成，检查 #[#140+50] |
| 116 | GEOM.AN. NOT OK – CHECK #[#140+50] | 几何分析未完成，检查 #[#140+50] |
| 117 | SETTOOLINFO NOT OK | 检查完整性检查许可是否加载 |
| 118 | GETTOOLINFO NOT OK | 检查完整性检查许可是否加载 |
| 119 | RUNOUT OUT OF TOLERANCE | TIR 测量超差 |
| 120 | TOOL OUT OF TOLERANCE | 刀具磨损超公差 |
| 121 | LENGHT OUT OF TOLERANCE | 长度测量超差 |
| 122 | RADIUS OUT OF TOLERANCE | 半径测量超差 |
| 123 | SKIP NOT HAPPENED | 定位期间未收到 SKIP 信号 |
| 124 | NO TOOL DATA | 无主轴分度/参考帧数据，须先跑 O8730(V>0) 存分度角/参考帧 |
| 125 | CHECK I INPUT | 曲率测量须配 I=名义半径；I>20mm 有 VTS 碰撞风险 |
| 126 | MAN.FOCUS NOT OK – CHECK #[#140+50] | VTS 聚焦流程未完成 |
| 127 | COLLISION RISK – MAN.FOCUS >200 | 刀具未充分对焦，平行方向移动危险 |
| 128 | MISSING CALIBRATION DATA | #[#110+6,7,8] 无标定数据，须先跑标定 |
| 129 | INT.CHECK NOT OK – CHECK #[#140+50] | VTS 完整性检查未完成 |
| 130 | INT.CHECK ERROR – CHECK #[#140+8] | 完整性检查无法执行 |
| 131 | VTS NOT READY – CHECK #[#140+1]~#[#140+3] | VTS 未就绪，先查快门再查 #[#140+1]~#[#140+3] |
| 132 | TOOL TYPE NOT SUPPORTED | 车刀方向判定不支持该刀具类型 |
7.4 故障排查流程图
测量失败（#3000 报警 100~132）
│
├── 100~118 → 通信/几何分析问题
│ ├── 检查网络物理连接
│ ├── 检查 config.ini 配置
│ ├── 检查 #140 与 config.ini 变量号一致性
│ └── 重启 Bridge 服务
│
├── 119~125 → 公差/数据问题
│ ├── 检查公差参数 R/S 与刀表数据
│ ├── 检查 I 输入（曲率测量需名义半径）
│ └── 确认已执行 O8730(V>0) 存参考帧
│
└── 126~132 → 聚焦/标定/完整性问题
├── 检查对焦状态与快门
├── 检查标定数据（#[#110+6,7,8]）
└── 断电重启顺序：VTS-EU → Bridge → CNC
八、VTS 系统维护周期表
为确保 VTS 系统长期稳定运行，建议按照以下维护周期执行维护作业。
8.1 日常维护（每班次 / 每日）
| 序号 | 维护项目 | 操作内容 | 判定标准 | 参考耗时 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 光学窗口清洁 | 使用无尘布蘸无水乙醇轻轻擦拭 VTS-SU 光学窗口 | 表面无油污、无指纹印、无切削液残留 | 2 min |
| 2 | 气幕功能检查 | 确认气幕吹气声正常，用手背感受出风口气流 | 有持续稳定的气流，无异响 | 1 min |
| 3 | 快门动作测试 | 执行 O8704 (VTS_FASTCHECK) 检查快门开闭 | 无 #3000 报警（100~132） | 1 min |
| 4 | 标定状态检查 | 运行一次快速测量 | 无 #3000 报警，标定有效 | 2 min |
| 5 | 桥接软件状态 | 检查 Bridge 服务是否正常运行，日志无异常报错 | 任务栏图标绿色，日志无 ERROR | 1 min |
| 6 | 网线连接检查 | 检查 CNC ↔ Bridge ↔ VTS-EU 各网线接口灯 | 链路指示灯常亮/闪烁正常 | 0.5 min |
8.2 每周维护
| 序号 | 维护项目 | 操作内容 | 判定标准 | 参考耗时 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 空气过滤器清洁 | 拆下 VTS 气路入口过滤器，用压缩空气从反向吹洗 | 滤芯无明显堵塞物 | 5 min |
| 2 | VTS-SU 散热检查 | 清洁 VTS-SU 外壳散热片，确保无切屑堆积 | 散热片间隙清洁，温度 < 45°C | 3 min |
| 3 | VTS-EU 状态检查 | 登录 VTS GUI 或查看系统状态，检查 EU 温度、CPU 负载 | 温度 < 55°C，CPU 负载 < 80% | 2 min |
| 4 | 基准刀具检查 | 检查标定用的基准刀具是否磨损、崩刃 | 刀刃无可见损伤，尺寸在公差内 | 3 min |
| 5 | 日志文件检查 | 查看 bridge 日志，检查有无周期性通信异常记录 | 无连续重复的 WARNING/ERROR 记录 | 3 min |
| 6 | 位置标定验证 | 执行一次 O8701 位置标定，验证标定数据是否漂移 | 标定结果偏差 < ±5μm 无需调整 | 5 min |
8.3 每月维护
| 序号 | 维护项目 | 操作内容 | 判定标准 | 参考耗时 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 完整光学标定 | 使用标准校准件执行完整光学标定 (O8701) | 像素/微米转换系数稳定，偏差 < ±1 μm | 15 min |
| 2 | 气动系统全面检查 | 检查气管有无老化裂纹、接头是否松动、电磁阀动作是否干脆 | 气路无漏气声，电磁阀切换清脆 | 10 min |
| 3 | VTS 安装紧固检查 | 检查 VTS-SU 安装支架螺栓、VTS-EU 导轨固定螺栓 | 所有螺栓紧固扭矩达标、无松动 | 5 min |
| 4 | 网络线缆完整性 | 检查所有以太网线缆有无破损、插头接触是否良好 | 线缆无折痕破损，水晶头卡扣完好 | 5 min |
| 5 | 触发信号检查 | 检查 SKIP 触发信号接线与输入号配置（#117/#118） | 接线无松动，输入号与参数一致 | 5 min |
| 6 | 性能基准测试 | 使用标准刀具执行 10 次重复测量，统计重复精度 | 长度重复精度 ≤ 1 μm，半径 ≤ 0.5 μm | 10 min |
| 7 | Bridge 配置备份 | 备份当前 config.ini、标定数据文件至外部存储 | 备份文件完整可读，日期标注清晰 | 3 min |
| 8 | 固件版本检查 | 检查 VTS-EU 固件、Bridge 软件版本，确认是否为最新推荐版 | 版本 ≥ 手册要求的最低版本 | 5 min |
8.4 维护记录表格式
建议按以下格式记录每次维护情况：
日期：2026-05-30 维护人员：______
维护类型：□ 日常 □ 每周 □ 每月
条目编号 | 项目 | 结果（正常/异常） | 备注
---------|------|------------------|------
1 | 光学窗口清洁 | ______ | ______
2 | 气幕检查 | ______ | ______
... | ... | ______ | ______
异常处理记录：____________
下次维护日期：2026-____-____
九、G65 调用完整示例
以下是在 SODICK CNC 系统上的完整调用示例（按官方 D310W9AG00 调用格式改写）。
O1000
(=================================)
( VTS 影像对刀 — SODICK CNC )
(=================================)
; ----- 第1步：系统参数初始化 -----
#140 = 149 ; Bridge 索引变量，与 config.ini 一致
#112 = 1 ; 刀具补偿使用半径值
#103 = 100.0 ; 最小刀具长度：100mm
#104 = 200.0 ; 最大刀具长度：200mm
#109 = 20.0 ; 最大刀具半径：20mm
#114 = 5000 ; G1 进给 5000mm/min（0=G0）
; ----- 第2步：VTS 标定（使用基准刀具）-----
; 将已知尺寸的基准刀具装在主轴上，用手轮将刀尖完全移入 VTS 画面
G65 P8701 ; 自动标定循环（无参数，自动 5000rpm）
; 标定失败会触发 #3000 报警（错误码 100~132）
; ----- 第3步：刀具预设 —— 旋转刀具 -----
M06 T3 ; 换刀 T3（直径 12mm 立铣刀）
G65 P8700 A300. B5000. C0. J2. ; 已知刀无清洁模式，同心测量
M06 T5 ; 换刀 T5（直径 8mm 球头刀）
G65 P8700 A300. B5000. C0. J2.
M06 T7 ; 换刀 T7（直径 6mm 钻头）
G65 P8700 A300. B5000. C0. J2.
; ----- 第4步：静态模式测量（插铣刀）-----
M06 T12
G65 P8730 A50. B6000. C6. I0.2 J2. X6. V1. ; 静态测量，6刃
; ----- 第5步：完整性检查 -----
G65 P8731 A50. B6000. C6. I0.2 J4 R0.2 X6. ; 检查 T3 刀具完整性
; 超差会触发 #3000 报警 120 TOOL OUT OF TOLERANCE
; ----- 正常结束 -----
M30
十、注意事项
- 光学清洁：VTS-SU 的相机镜头和照明窗口必须保持清洁，建议每班次检查
- 气动防护：确保气幕和快门系统正常工作，防止切削液和切屑污染光学元件
- 机床振动：VTS 测量期间应避免大幅快速移动产生的振动影响成像质量
- 环境光：避免强环境光直射 VTS 相机，可能影响图像分析精度
- 刀具表面状态：刀具表面有严重切屑粘附时，VTS 测量结果可能受影响
- 网络稳定性：Bridge PC 与 CNC/VTS-EU 之间的以太网连接必须稳定
- 标定保持：一旦标定完成，不应移动 VTS-SU 或 VTS-EU 的安装位置
- #140 参数：必须与 VTS Bridge 配置文件（config.ini）中设置的变量号一致
- 标定周期：建议每日首次开机后进行 VTS 标定
- 日志检查：定期检查 bridge 日志，及时发现通信和系统异常
- 错误处理：每次测量后检查是否出现 #3000 报警（100~132），确保测量结果有效
- 断电顺序：关闭系统时，先停止 CNC 测量循环，再关闭 Bridge 服务，最后断开 VTS-EU 电源
参考文档
| 文档编号 | 名称 |
|---|---|
| D310W9AG00 | VTS Software – Tool Measure on Machining Center – SODICK CNC |
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