典型几何特征的数控机床在线测量技术-机械工程专业论文.docxVIP

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 必威体育官网网址□ ，在 年解密后适用本授权书。 不必威体育官网网址□。 (请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I I 摘 要 随着先进制造技术 AMT(Advanced Manufacturing Technology)的快速发展，在制 造过程中希望能对加工工件进行快速、精确的检测，从而显著提高机床的加工精度 和加工效率。然而传统的手工检测误差大，耗时长，三坐标测量机（CMM）类型的 离线测量，因为二次装夹定位的原因，必定造成定位误差，给精度带来一定的损失。 数控机床相比于传统的普通机床来说，具有加工精度高和质量稳定等优点，给制造 业的发展打下了坚实的基础。所以，开发数控机床在线测量技术实现高速高精的检 测是国内外正在研究的热点问题。 本文研究内容集中于如何在国产的华中八型数控系统上，通过 G 代码宏程序及 二次开发手段实现典型几何特征的在线测量技术。具体的实现方法为：分析了数控 机床在线测量系统的软件和硬件结构，规划了整个在线测量系统的架构，实现了测 量系统与数控系统的连接。采用基于 STM32 的开关量高速数据采集 I/O 模块，得到 更为精确的测头触发时刻坐标轴的位置。针对在线测量系统的误差，对重复精度进 行了实验分析，找出在 X、Y 和 Z 方向上进行测量时保证测量精度和效率的最优的 测量速度。针对典型几何零件的在线测量，对测量路径进行规划并实现相关宏程序 的开发，实现了基本的位置测量功能，并能够实现刀具偏置的补偿和工件坐标系的 自动修正。 关键词： 数控机床 在线测量 宏程序 II II Abstract With the fast development of AMT (Advanced Manufacturing Technology), it is expected a fast and concrete test of the work pieces during the manufacturing process can be achieved to significantly improve the processing accuracy and efficiency. However, traditional manual test makes big errors and is also time-consuming. The CMM-typed offline measure, because of the second clamping positioning, will definitely make positioning errors which will affect the accuracy test. Compared with the common traditional machine bed, digital machine bed has such advantages like high processing accuracy and stable quality that lay solid foundation on the development of the manufacture industry. As a result, the development of numerical control machine bed online measuring technology to achieve more fast and more concrete test has been a hot topic in both home and abroad. This thesis focused on how to achieve typical geometry-characterized online measuring technolo