数控加工中形面加工误差在机测量方法研究

【摘要】随着制造技术及精密测量技术的发展，传统的手动测量方式及以三坐标测量机为代表的自动化离线测量方式逐渐表现出其缺点和不足。手动测量是指工人使用传统的手工测量仪器采用接触的方式测量加工后工件表面的加工质量和数据，而后进行人工计算和数据处理，利用这种手段检测加工误差，不但耗费大量时间而且精度也不高；而三坐标测量机的工作方式是离线测量，工件在整个测量过程中需要多次装夹，这样既耗费了时间也增加误差环节。现在制造业正向更快更精确的方向高速发展，在机检测量系统弥补了以上两种方法的不足，从根本上提高了数控机床的加工效率和加工精度。本文主要从国内外发展及项目要求出发，通过在数控机床上安装测头及信号接收装置，实现在机测量。文章首先对数控机床在机测量系统的组成、工作原理、测头的测量原理进行了简要介绍。针对被检测对象的不同特征，探讨了测量程序自动生成的实现方法。并结合这种方法运用VC++和UGOpenGrip语言开发一款在机测量软件。首先，因为待测工件表面多为自由曲面，测量时必须对测头的测球半径进行补偿运算，才能得到真实的测量值。结合现在常用的三坐标测量机的测头半径补偿算法，开发出新的精度高、操作和运算复杂度低的自由曲面测量的测头半径补偿算法。结合新的测头半径补偿算法，根据待测工件，选择测量点、设计测量轨迹、选择测量方式、编写测量程序。根据上述测量方法，结合VC++对UG进行二次开发，开发出一款实时高效的在机测量软件。实现模型的建立、导入，测量点的选择，测量轨迹的仿真检测，测量程序的自动编写、传输，测量结果的传输和分析，测量报告的生成等功能。通过测量实验，对上述测量方法的可行性、精度进行验证。应用这种在机测量方法，从根本上提高了数控加工效率和精度，在一定程度上为企业节约了生产成本，提高了产品合格率。
【作者】宋笑然；
【导师】刘献礼；
【作者基本信息】哈尔滨理工大学，机械制造及其自动化，2012，硕士
【关键词】数控机床；在机测量；曲面加工；测头半径补偿；在机测量软件；

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