开放式数控系统中在机检测运动控制及检测精度研究

摘要

随着数控技术的发展，传统的手工测量已不能满足数控加工高速高精的要求，而使用三坐标测量机在加工过程中对工件进行检测又存在需要重新装卡和检测成本高以及浪费机时等问题。为此基于数控机床的在机检测技术应运而生。在机检测是指利用数控机床的坐标系和运动控制来对工件空间坐标进行检测，以达到节省检测时间和检测成本，提高加工质量和成品率的目的。
　　 数控系统的开放程度是数控机床实现在机检测功能难易的关键，当前国内外利用开放式数控系统实现在机检测的研究还很少。为此，本论文围绕开放式数控系统中在机检测功能模块开发、检测运动控制以及检测精度等问题进行了深入研究。论文主要内容如下：
　　 1)介绍了课题研究的背景和意义以及国内外的研究现状，并借鉴坐标测量原理，提出了基本几何特征的在机检测方案，介绍了在机检测系统构成；
　　 2)介绍了开放式数控系统中在机检测功能模块的开发过程，并根据模块化设计思想采用面向对象的软件设计方法完成了程序编写和界面设计；
　　 3)对测头信号的接收与处理方式进行了分析，并据此设计了在机检测的运动控制方法，实现了自动检测和手动检测功能；
　　 4)分析了影响在机检测精度的原因，通过对标准量块的检测及对检测数据的统计对本课题所设计的在机检测系统进行了精度检定；
　　 5)提出了在机检测的测头标定方法，并通过检测实例介绍了在机检测的基本流程。
　　 结果表明，通过在开放式数控系统中添加在机检测功能模块来实现在机检测是完全可行的，且运动控制安全可靠，检测精度满足在机检测要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题来源及意义

1.1.1课题来源

1.1.2课题研究的背景与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1开放式数控系统研究现状

1.2.2在机检测技术与研究现状

1.3课题主要研究内容

第二章 测量原理及在机检测系统构成

2.1三维测量原理

2.2各种几何特征检测方案及数据处理

2.2.1各种几何体的检测方案

2.2.2几何要素的数据处理

2.3在机检测系统构成

2.4本章小结

第三章 在机检测运动控制

3.1测头信号的接收与处理

3.1.1测头类型及连接

3.1.2测头信号接收与响应

3.2在机检测模块开发

3.2.1需求分析

3.2.2程序设计

3.2.3界面设计

3.3自动检测运动控制

3.4手动检测运动控制

3.5本章小结

第四章 在机检测精度研究及检测实例分析

4.1在机检测精度研究

4.1.1影响精度的因素分析

4.1.2在机检测系统精度检定

4.2误差补偿与测头标定

4.2.1误差补偿原理

4.2.2测头标定方法

4.3检测实例分析

4.4本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢