虛擬式數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、針對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量手段存在二次裝夾誤差且效率低下的缺陷，本文以開發(fā)虛擬式的數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量系統(tǒng)為目的，通過(guò)在數(shù)控機(jī)床上配備測(cè)頭裝置，開發(fā)相配套的虛擬式在線檢測(cè)儀來(lái)實(shí)現(xiàn)工件幾何尺寸的在線測(cè)量。系統(tǒng)將虛擬儀器技術(shù)用于數(shù)控機(jī)床的在線測(cè)量，開發(fā)了集各種幾何量測(cè)量功能于一體的虛擬儀器，可減少在線測(cè)量的中間操作環(huán)節(jié)，提高在線測(cè)量的精確性與可靠性。
　　 在確定測(cè)量對(duì)象的基礎(chǔ)上，本文首先對(duì)圓度、直線度和平面度的評(píng)定算法進(jìn)行了研究。綜合對(duì)比各評(píng)定方法

2、的實(shí)用性和可行性，圓度誤差和平面度誤差采用最小二乘法進(jìn)行評(píng)定，直線度誤差用最小區(qū)域法和最小二乘法綜合評(píng)定，并逐步推導(dǎo)了各評(píng)定方法的計(jì)算公式。
　　 對(duì)數(shù)控機(jī)床的在線測(cè)量系統(tǒng)的組成、工作原理以及測(cè)頭系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，進(jìn)行了在線測(cè)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。根據(jù)在線測(cè)量系統(tǒng)的功能要求分析了檢測(cè)儀軟件的功能，劃分了軟件的功能模塊，確定了軟件構(gòu)架，明確了檢測(cè)儀軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　 在算法研究和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選取了系統(tǒng)所需的三維

3、觸發(fā)式測(cè)頭，在數(shù)控機(jī)床上搭建了系統(tǒng)平臺(tái)，開發(fā)了虛擬式在線檢測(cè)儀。在線檢測(cè)儀通過(guò)對(duì)圖形交互、宏程序生成、通信、數(shù)據(jù)處理和測(cè)量過(guò)程仿真等功能模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)圓心直徑、寬度長(zhǎng)度、標(biāo)準(zhǔn)平面位置、高度深度、孔心距、直線度、平面度、圓度等形位誤差的在線測(cè)量和結(jié)果評(píng)定。
　　 針對(duì)影響在線測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)精度的各種誤差，著重分析了測(cè)頭系統(tǒng)的誤差。根據(jù)測(cè)頭誤差產(chǎn)生的機(jī)理，通過(guò)對(duì)測(cè)頭不同觸發(fā)區(qū)間觸發(fā)力的分析，得出不同觸發(fā)區(qū)間預(yù)行程量的計(jì)算公式。提

4、出了通過(guò)標(biāo)定測(cè)頭的有效直徑、長(zhǎng)度壓縮量和偏心量來(lái)補(bǔ)償測(cè)頭各種不同誤差的方法，同時(shí)對(duì)評(píng)定算法帶來(lái)的誤差也提出了補(bǔ)償措施。
　　 本文最后對(duì)所開發(fā)的虛擬式在線測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并檢測(cè)了系統(tǒng)的重復(fù)定位精度，幾何尺寸測(cè)量精度和形位誤差測(cè)量精度。實(shí)驗(yàn)表明所開發(fā)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的功能并能達(dá)到較高的測(cè)量精度。
　　 本文開發(fā)的系統(tǒng)是虛擬儀器結(jié)合在線測(cè)量技術(shù)在幾何量測(cè)量中的一次成功嘗試。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，虛擬式數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量系統(tǒng)能使