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数控机床 位置 精度 标准

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数控机床位置精度及标准,数控机床,位置,精度,标准

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系 机械工程 及自动化 系 主 任 批准日期 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 机械工程自动化 系 机械设计制造及其自动化 专业 机 027 班学生 周远康 一、毕业设计(论文)课题 数控机床位置精度的检测及标准 二、毕业设计(论文)工作自 2006 年 3 月 13 日起至 2006 年 6 月 25 日止三、毕业设计(论文)进行地点 本校 四、毕业设计(论文)的内容要求 、调研、查阅参考资料 1、学习数控机床位置精度的相关概念。 2、学习数控机床位置精度的检测项目及几种检测方法 3、学习数控机床位置精度的四种主要标准，诸如：国际标准ISO-2，德国标准VDI/DGQ3441，日本标准JIS B6336,中国标准GB 10931-89. 4、撰写开题报告和文献综述。 、分析数控机床位置精度检测的三种方法，即成组块规法，线纹尺显微镜法，双频激光干涉仪的检测方法。重点学习双频激光干涉仪的检测方法。 、计算机绘制2张A0双频激光干涉仪位置精度检测示意图。 、利用表格、曲线、文字等形式对四种位置精度标准进行较深入的比较研究，并得出一些结论。 、撰写论文 、翻译不少于2000字的外文资料。 负责指导教师 指 导 教 师 接受设计论文任务开始执行日期 学生签名 毕业设计（论文）开 题 报 告题 目 数控机床位置精度 的检测及标准研究 专 业 机械设计制造及其自动化班 级 机 027 班 学 生 周 远 康 指导教师 严 翔 2006 年毕业设计（论文）开 题 报 告题 目 数控机床位置精 度检测及标准研究专 业 机械设计制 造及自动化 班 级 机制023班 学 生 周远康 指导教师 严翔 2006 年一、 毕业设计(论文)课题来源、类型本课题为科研、研究性论文 二、选题的目的及意义 机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素,是发展机器制造业以至整个工业必不可少的生产工具,既是生产力要素,又是重要商品。机床发展和创新在一定程度上映射出加工技术的主要趋向。随着微电子技术、传感器技术、精密机械技术、自动控制技术以及微型计算机技术、人工智能技术等新技术的发展,致使数控机床不断升级而逐渐成为评价现代工业发展的重要指标。我国在加入WTO参与世界市场激烈竞争中,国内外市场对数控机床的需求将日益增多,数控机床的发展前景非常广阔,这一点对我国机床工业来讲既是机遇又是挑战。进入21世纪,我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入WTO后激烈的市场竞争的压力。从技术层面上来讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。作为数控机床两个基本评定指标之一的高精度，是国家重点发展的项目之一。数控机床的位置精度有其特殊意义，它是表明所测量的机床各运动部件在数控装置控制下运动所能达到的精度。因此，根据实测的定位精度数值，可以判断出这台机床以后自动加工中能达到的最好的工件加工精度。通过数控机床定位精度的检测及标准研究，有助于数控机床生产商及购买者对机床的定位精度进行正确判断，有利于高精度数控机床的研发及推广。另一方面，由于国内外对数控机床定位精度的检测方法及所使用的标准的不同，容易产生歧义，造成不必要的经济损失甚至是法律纠纷。为此，通过对国内外标准之间的分析比较的研究，有利于进一步减少这种意外的发生，具有积极的现实意义。 三、 本课题在国内外的研究状况及发展趋势 对于数控机床定位精度的检测，国际上常采用双频激光干涉仪进行测量。如采用美国惠普公司生产的HP5528A双频激光干涉仪或英国雷尼绍公司生产的ML10双频激光干涉仪。鉴于国内目前双频激光干涉仪数量较少，国内常采用线纹尺显微镜法进行测量。对于标准的采用，国外有国际标准ISO 230-2、德国标准DVI/DGQ 3441、日本标准JIS B6336。我国则采用标准GB10931-89。其中德国标准与国际标准数据采集及处理上较为相似。而我国的行业标准的制定是以国际标准为基础，在精度及数据处理方面和国际标准相似。 四、 本课题主要研究内容 本课题主要研究数控机床定位精度及其三种检测方法及标准,通过学习数控机床定位精度的具体内容，了解数控机床定位精度检测的三种方法块规法、线纹尺显微镜法及双频激光干涉仪检测法。其中重点学习双频激光干涉仪在直线运动定位精度检测中的工作原理、使用方法及后续数据采集与处理。在标准方面，学习了解标准中的国际标准ISO 230-2、德国标准VDI/DGQ 3441、日本标准JIS B6336及我国标准GB10931-89。分析各标准数据采集及处理方法并通过表格、曲线及文字形式对四种标准作比较并得出一定结论。由于标准中的日本标准及德国标准均为原文标准，相信在理解上会有难度，故研究将在这方面更多的参照目前国内的一些分析报告。 五、 完成论文的条件和拟采用的研究手段（途径）本论文完成手段主要为查阅图书馆藏书、期刊中对数控机床定位精度的定义及相应检测手段和所采用的标准。同时通过网络查阅国内外相关的数控机床验收及位置精度检测手段的研究论文，加深对该课题的认识和理解。通过上述准备，本论文将对目前国际盛行的数控机床位置精度检测中的双频激光干涉仪的工作原理及相关使用进行介绍，同时通过对国际标准、德国标准、日本标准及中国标准的学习，将通过表格、曲线及文字形式对四种标准的数据采集方法及后续数据处理方式进行分析比较。 六、 本课题进度安排、各阶段预期达到的目标：第三周，进行资料的收集并编写开题报告；第四周，整理资料并编写文件综述；第五周，理解掌握数控机床位置精度检测内容及项目；第六周，学习数控机床定位精度检测的中国标准及德国标准；第七周，学习数控机床定位精度检测的国际标准及日本标准；第八周，学习定位精度检测方法中的块规检测法及线纹尺显微镜检测法；第九周，重点学习掌握双频激光干涉仪检测法；第十周，计算机绘制0号及1号检测示意图；第十一周，手工绘制0号图纸；第十二周，整理资料并对四种位置精度标准进行较深入的研究；第十三、十四周，用表格、曲线、文字等形式对四种不同标准进行分析比较并得出一定结论；第十五周，整理论文资料并开始编写论文；第十六周，编写论文；第十七周，论文答辩。 七、指导教师意见对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 八、所 在 专 业 审 查 意 见 负责人： 毕业设计（论文）文献综述题 目 数控机床位置精度 的检测及标准研究 专 业 机械设计制造及其自动化班 级 机 027 班 学 生 周 远 康 指导教师 严 翔 （高 工） 2006 年毕业设计（论文）题 目 数控机床位置精度 的检测及标准研究 专 业 机械设计制造及其自动化班 级 机 027 班 学 生 周 远 康 指导教师 严 翔 2006 年数控机床位置精度检测及标准研究摘要随着数控机床在我国的发展普及，为准确把握数控机床的性能，有必要对数控机床进行位置精度检测，并对检测结果正确评价。本文对数控机床在我国的发展普及，数控机床位置精度的概念及其重要性，误差组成及误差检测项目，常用检测方法和评定标准等内容进行了介绍；同时综合利用表格、曲线、文字等形式对四种位置精度标准进行较深入的比较研究，得出了一定结论，并且通过在本校实验室实测一台数控机床所得数据进行例证。通过本课题的研究，指出了数控机床位置精度检测评定标准之间的差异，在解决由于数控机床位置精度标准不同而引发争议的问题上做出了尝试的解答。关键字：数控机床,位置精度，位置精度检测，双频激光干涉仪，标准 Measurements and Standards of The Positioning Accuracy of The CNC Machine ToolsABSTRACTWith the popularization of the CNC machine tools in CHINA, to find out the real performances of them, it is necessary to perform some measurements of positioning accuracy and make correct evaluations to the relating data. In the text, the popularization of the CNC machine tools in CHINA is introduced. Also introduced are the definition and importance of the positioning accuracy, with the positioning accuracy error and common measuring items included. Followed are the common measuring methods and the relating standards of the CNC machine tools described in details. After that, compare the differences between the four different standards thoroughly, using forms, graphs and words. Drew conclusions based on the forms, graphs and words mentioned above. Certified the conclusions with the data captured in the school laboratory tested one CNC machine tools. Through the study of the subject, the differences between the standards of positioning accuracy of the CNC machine tools are reported and made a answer to the problems concerning the debates aroused by the differences of the standards.KEY WORDS：CNC Machine Tools, Positioning Accuracy, Measurements of Positioning Accuracy, Interferometer, Standard目录第1章 绪 论错误！未定义书签。1.1 数控机床的重要性错误！未定义书签。1.2 数控机床发展概况错误！未定义书签。1.3 学习数控机床位置精度检测及评定标准差异的重要性错误！未定义书签。1.4 本文的主要内容错误！未定义书签。第2章 位置精度错误！未定义书签。2.1 数控机床位置精度的概念错误！未定义书签。2.2 定位误差的特征分量错误！未定义书签。2.2.1 系统误差错误！未定义书签。2.2.2分散性(即随机误差)错误！未定义书签。2.2.3 反向定位的失动量错误！未定义书签。2.2.4 最小可能移动量错误！未定义书签。2.3 机床位置精度的主要检测项目错误！未定义书签。第3章 数控机床位置精度的检测错误！未定义书签。3.1 标准长度刻度尺和光学读数显微镜检测法错误！未定义书签。3.1.1测量原理错误！未定义书签。3.1.2 测量方法错误！未定义书签。3.1.3目标位置及循环方式的选择错误！未定义书签。3.1.4 误差分析错误！未定义书签。3.2 双频激光干涉仪检测法错误！未定义书签。3.2.1 双频激光干涉仪的工作原理错误！未定义书签。3.2.2 雷尼绍激光校准系统错误！未定义书签。3.2.3 测量误差分析错误！未定义书签。3.3 对比和分析错误！未定义书签。第4章 数控机床位置精度检测的标准错误！未定义书签。4.1国际标准 ISO 230-2错误！未定义书签。4.1.1 术语和代号错误！未定义书签。4.1.2 目标位置的选取错误！未定义书签。4.1.3 结果评价错误！未定义书签。4.2 中国标准 GB 10931-89错误！未定义书签。4.2.1 术语和代号错误！未定义书签。4.2.2 位置精度的评定项目错误！未定义书签。4.2.3 目标位置的选择错误！未定义书签。4.3 德国标准VDI/DGQ 3441错误！未定义书签。4.4 日本标准 JIS B 6336错误！未定义书签。第5章 数控机床位置精度评定标准的分析和比较错误！未定义书签。5.1 数据处理方法的比较错误！未定义书签。5.2 标准的对比分析错误！未定义书签。5.2.1 标准的列表对比错误！未定义书签。5.2.2 标准的图象比较错误！未定义书签。5.3 立式加工中心MCV-510检测实例错误！未定义书签。5.3.1 以中国标准GB 10931-89 进行计算错误！未定义书签。5.3.2 按国际标准进行评定错误！未定义书签。5.3.3 按德国标准进行评定错误！未定义书签。5.3.4 按日本标准评定错误！未定义书签。第6章 结论和展望错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。致谢错误！未定义书签。第1章 绪 论1.1 数控机床的重要性数控机床是数值控制的工作母机的总称，它包括数控金属切削机床、锻压机床等。它综合应用了现代机械制造技术、计算机技术、自动控制技术、精密测量技术、液压气动技术、光电技术以及配套技术等领域中的最新成果，融合了“高效、精密、柔性、集成”四大特点，是国民经济的重要基础装备，是机械、电子、汽车、石化和建筑等支柱产业及能源、交通、原材料、通讯等基础产业实现生产现代化的重要手段。数控机床的广泛应用对社会生产力的提高起着巨大的推动作用。数控机床的技术水平与拥有量是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志。而以数控机床为基础建的柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)的发展程度，更是一个国家现代化技术和管理水平的综合反映。1.2 数控机床发展概况追求高效、高能、以最大限度满足用户需要是机床行业永久性的技术课题。世界各国机床业为了扩大机床加工内容和加强国际市场的竞争力，都以最大限度地满足用户的需要为最高宗旨，他们按照用户提出的各种技术指标和性能要求，不断开发代表本身水平的新型机种，在竞争异常激烈的环境中求生存、求发展。由于数控机床在国家经济发展中处于重要的战略地位，因此，世界各国政府都给予了极大关注。工业发达国家如日本、美国、意大利等，通过制定产业政策，从产业结构、技术发展路线、产品开发、投融资渠道、设备折旧制度、进口限制、出口鼓励、培育市场、人员培训等方面给予大力支持。在这个历史背景下，近十年来世界数控机床的年产量增加了近10倍，发展速度之快，是空前的。我国数控机床起步于1958年，到1981年以后开始有较大的发展。经过“六五”、“七五”、“八五的科技攻关和对部分数控机床主机、数控系统和相关配套件重点生产企业进行技术改造使其已初具规模。近年来，我国数控机床的应用范围已从飞机制造、军工、仪器仪表、汽轮机等行业扩展到铁路、纺织、机械制造特别是汽车制造等行业。全国约有90%的行业在应用数控机床。目前，我国数控机床的拥有量已达23000余台。数控机床的产量也从1980年的692台增长到1993年的9478台，不仅是在产量和品种上有了很大增长，在加工工艺、控制技术等方面也有了不少创新和发展。由天津第一机床总厂、中国科学院沈阳计算机技术研究所、中国科学院北京电工研究所、铁道部天津机车车辆厂、天津微特电机厂联合研制的五轴联动高档叶轮立式加工中心达到世界先进水平，并打破了“巴统”的限制，使我国加工中心生产又出现了新的飞跃。由天津市磨床总厂自行开发研制的我国第一台大型精密数控强力成型磨床，填补了国内空白，达到国际同类机床80年代水平，不仅满足了国内用户的迫切需要，而且可替代进口，售价仅是进口的25%,具有重大的经济和社会效益。总之，我国数控机床近年有了很大发展，但是在数量上、质量上、供货周期等诸多方面还存在着很多问题。与世界上各工业发达国家相比，差距仍然很大，尚不能满足我国国民经济总的发展要求。进入90年代后，随着我国汽车、能源、交通等产业建设速度的加快，给数控机床的市场带来了空前的发展机遇。然而，据有关部门统计，1993年我国数控机床的消费量为18525台，而国内生产量仅为9478台，进口量竟达10751台，分别为三年前消费量的7.6倍，生产量的3.6倍，进口量的24倍。从以上数据可以看出:我国数控机床的市场需求旺盛，前景看好，同时，处于发展中的我国数控机床制造业正承受着巨大的冲击。市场竞争和不平衡的加剧，使我国数控机床处于生存危机之中。51.3 学习数控机床位置精度检测及评定标准差异的重要性针对我国数控机床需求大，进口依赖性强的特点，学习了解如何评定数控机床性能，显得十分重要。数控机床定位精度是数控机床最重要的、最能代表机床特征的一项指标。德国工程师协会和德国质量学会发布的VDI/DGQ3441机床工作精度和位置精度的统计检验原理技术规范中，明确指出:“确定机床的位置精度，特别是数控机床有重大意义。”该规范又着重指出:“在一切有定位装置的机床，特别是数控机床，位置精度是一个重要的特征。”同时，由于数控机床起步较晚,一些