数控机床智能型误差测量装置的研究.doc

数控机床智能型误差测量装置的研究一、 实验目的：通过数字控制、精度测量、机床误差原理的学习和研究，机床控制和精度测量调试，使同学们对机床的精度系统误差有全面的了解，对机床的精度误差所学知识有深入的感性认识。同时，提出一种在工业现场进行单轴高精度位置误差的测量系统。使用花岗石步距规代替激光干涉仪进行轴线位置的高精度标定；该装置安装简单，操作容易。对轴线位置误差的补偿，可以使机床实现“软”升级。二、 实验内容：目标位置 正向趋近反向趋近X ZY 研制方便、实用、价格低廉的“傻瓜型”面向机床几何误差检测的高精度测量系统，使之成为数控机床生产、使用厂家不可替代的必需产品。具体下图三、 实验队伍：学生情况类别姓 名院（系）年级班级联系电话项目分工项目组员张勇贤工院06机制113763065749硬件设计和加工林剑和工院06机制113824846192软件平台的设计教师情况类别姓 名部门职称学历指导教师刘焕牢工院副教博士2383390总体指导实验教师梁永回工院助师研究生2383390试验指导四、 实验设备：序号设备名称设备型号序号设备名称设备型号1数控钻铣床ZJK7532A-35微机lenovo2花岗石步距规6三坐标测量仪3杠杆式千分表74位置传感器8五、 实验步骤与数据处理：1. 实验测量步骤：（1）数控机床回参考点，安装好样件，注意步距规轴线与测量轴平行，通过打表实现，同时要保证起始位置表有读数。图1图2（2）设置参数，包括机床类别，标定的间距，测量次数，进给速度，暂停时间等，然后自动生成测量程序。若步距规有五段，且标定尺寸为P1=0，P2=90.9743，P3181.7845，P4=272.2727，P5=363.3171（参见图1），其测量程序如下：%1N1 G92X0Y0Z0N2 WHILE TRUEN3 G90G01x1F1000N4 G04P1N5 G01x0N6 G04P3N7 y15N8 x-90.9743N9 y0N10 G04P3N11 y15N12 x-181.7845N13 y0N14 G04P3N15 y15N16 x-272.2727N17 y0N18 G04P3N19 y15N20 x-363.3171N21 y0N22 G04P3N23 y15N24 x-454.4783N25 y0N26 G04P3N27 y15N27 x-459N29 G04P1N30 x-454.4783N31 y0N32 g04p3N33 y15N34 x-363.3171N35 y0N36 G04P3N37 y15N38 x-272.2727N39 y0N40 G04P3N41 y15N42 x-181.7845N43 y0N44 G04P3N45 y15N46 x-90.9743N47 y0N48 G04P3N49 y15N50 x0N60 y0N70 G04P3N80 ENDWN90 M30（3）机床按照编程要求运动，在机床暂停时，传感器上就有读数，这个读数就是这点的误差值。如果传感器是电感的，可用数据采集卡和计算机配合采集数据，这样提高了自动化程度。如果通过人工读数，获得误差数据，再输入计算机或者数控系统误差补偿模块，对数据进行处理，得出评价结果，这样易产生差错。此外对误差数据进行处理，可获得数控机床误差补偿数据，实现误差补偿。2. 数据的处理：在实验中我们在华中教学数控钻铣床的上做了用步距规测量数控机床的误差、精度评价及补偿试验，这台数控机床采用的是步进电机，其精度比较差。下面是用步距规测量X 轴获得的补偿前和补偿后的评价结果，数控机床的进给速度是300 mm/min，从图3 和图4 可以看出，通过补偿，大大提高了其精度，而且测量一条轴的时间只要半小时左右。六、实验结果的分析：实验结果表明：基于步距规的测量法可以用来进行数控机床螺距误差的误差测量，测量精度较高，操作方便。测量结果可以用于螺距误差的补偿，实现机床精度的“软”升级。不足之处是步距规的节距不可调，步距规的本身的形状精度要求比较高，制造困难。七、实验过程中的图片及动画：花岗石步距规实