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1、毕 业 论 文题目：数控机床位置精度的检测和补偿姓名： 系部： 机电工程系班级： 08数控（2）班学号： 指导教师： 江 西 理 工 大 学 南 昌 校 区毕 业 设 计（论文）任 务 书机电工程系部 数控 专业 2008 级（ 2011 届）2 班 学生题 目：数控机床位置精度的检测和补偿专题题目原始依据：工作基础： 随着我国数控装备技术的发展，数控机床作为一种高精度、高效率、稳定性强的自动化加工设备，已经成为机械行业必不可少的现代化装备。数控机床的位置精度是影响其高精度的一个重要方面，因此有必要对数控机床进行位置精度的检测和补偿。研究条件：计算机、与课题相关的文献资料、数控机床 autoC
2、AD2006软件等应用环境：数控加工中车床、铣床、加工中心工作目的：通过对数控机床位置精度的检测和补偿研究，尽量避免在实际加工中，问题的出现的精度问题。并能提高产品的精度及质量，并对数控加工产生积极的指导意义的目标。主要内容和要求：此论文的主要研究内容是：1）、数控位置精度概述数控机床的位置精度通常是指数控轴的定位精度、重复精度以及反向间隙。定位精度是衡量数控机床性能的重要指标。数控机床位置精度，是表明所测量的机床各运动部件在数控机床的控制下所能达到的精度。 根据实测的位置精度，可以判断出这台机床在以后的自动加工中能达到的最好的加工精度。2）、数控机床位置精度的检测和补偿的方法1 目前多采用双
3、频激光干涉仪对机床检测和处理分析，利用激光干涉测量原理，以激光实时波长为测量基准，有效提高了测试精度及增强了适用范围2 通过数控系统具备的螺距补偿功能和反向间隙补偿功能对机床的定位精度加以补偿，通常的办法是使用RENISHAW激光干涉仪检测各直线运动轴的位置精度，然后将实测值与理论值之差值，在坐标纸上绘出双向定位精度曲线。3）、影响数控机床位置精度的因素在实际工作中，由于机床床身安装的水平误差大，影响控制系统回油节流的稳定性，导致工作台出现快速行程达不到要求或不运动，往返速度差大进而影响工作台的定位精度。4）、如何提高数控机床位置精度1、反向偏差在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(
4、如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。2、定位精度 数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度，是数控机床有别于普通机床的一项重要精度，它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响，尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。主要指标和具体要求：:查阅课题相关文献15篇以上（期刊5篇以上），并注明出处:通过网络、实地考察等手段了解焊接机器人的发展现状与前景:深入了解文献涉及的主要原理、技术方法等进行总结、归纳述评，阐明
5、当前有关的最先成果和动态:考虑以较小的格式在网上发布。日程安排：11月25日-12月20日，阅读有关文献资料，进行课题/论文调研；：12月21日-12月25日，撰写选题报告；：12月26日-1月15日，撰写开题报告；：1月1日-3月27日，进行毕业设计，撰写设计说明或毕业论文，整理并修改毕业设计/毕业论文，准备答辩。: 3月28日-4月4月3日，论文审核； : 4月，准备答辩主要参考文献和书目：1范超毅，加工中心位置精度及其补偿方法在不同场合的应用J，机械设计与制造 2008(2) ，2528。2陈吉红、杨克冲，数控机床实验指南M，武汉：华中科技大学出版社，2003，203216。3 叔子、杨
6、克冲,机械工程控制基础M，湖北：华中科技大学出版社，2003，140一150。4 张剑、潘月斗、许镇琳、王天将,数控机床伺服系统高精度位置检测研究与实现J，制造业自动化，2004(10)，26。5 周汉辉，数控机床精度校准技术J，计量技术2002,(2)，58-65。6 刘焕牢、师汉民、李斌，数控机床定位误差的高精度测量及补偿技术J，组合机床与自动化加工技术2005,(1)，18-20。7 王怀明、赵先仲、孙中文、刘新宇，数控机床位置精度的计算机辅助处理J，现代制造工程2002,(9)35-36。 8 阳曼、李克天、YANG Man.LI Ke-tian ，新开数控机床位置精度测试与补偿实验的
7、探索J，广东工业大学学报(社会科学版)2005,（5）7-8。9 高士廉，重视对数控机床位置精度的检测J，制造技术与机床2002,(8)14。10 邓树光，数控机床位置精度的测试与补偿J，CAD/CAM与制造业信息，2004,(6)48-49。11 李玉文，数控机床回转轴位置精度的自动检测J，设备管理与维修2005,(12)7-10。12 于训方、李文深，数控系统的位置精度补偿制造技术与机床J，机械制造，2003，(6)22-25。13 李翠芝、姜增辉，SINMERIK840D的定位精度补偿J，机械工程师2005,(9)28-31。14陈国琛、汪宏强.数控机床位置精度检测与调试J.制造技术与机
8、床.2004(05).7-8。15姜秀丽 靳宣强. 浅析数控机床位置精度的影响因素及测定方法D. 现代制造技术与装备，2007-6-181指导教师签字： 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日江 西 理 工 大 学 南 昌 校 区毕业设计（论文）开题报告机电工程 系 数控技术 专业 08 级（11 届）02 班 学生题 目：数控机床位置精度的检测和补偿本课题来源及研究现状：1)课题来源及意义：随着我国经济的飞速发展，数控机床作为新一代工作母机，在机械制造中已得到广泛的应用,精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提高,对数控机床的精度也提出了更高的要求。数控机床的地位精度是影响其高精度的一个
9、重要方面，因此有需要对数控机床进行位置精度的检测和补偿。因此对数控机床的位置精度的检测和补偿是提高加工质量的有效途径。运用数控机床位置精度的检测和补偿方法，不但可以提高机床精度，而且对于进一步认识数控系统功能和数控机床结构具有积极现实意义。2)课题研究现状：对于数控机床定位精度的检测：由于双频激光干涉仪的检测精度较高，故在国际上常采用双频光干涉仪进行测量。鉴于国内目前双频激光干涉仪数量较少，而由于线纹尺-显微镜法和块规法操作简单投入经费少，故国内常采用线纹尺-显微镜法和块规法进行检测。对于数控机床位置精度的补偿，现在有机械式补偿法，软件式补偿法，丝杆螺距误差补偿法，电气补偿法等。课题研究目标、
10、内容、方法和手段：1.课题研究目标：针对数控机床位置精度的检测和补偿，研究其对数控机床加工过程中的影响，对此进行解决，尽量避免此类问题的发生。2课题研究的内容：1）、数控位置精度概述数控机床的位置精度通常是指数控轴的定位精度、重复精度以及反向间隙。定位精度是衡量数控机床性能的重要指标。数控机床位置精度，是表明所测量的机床各运动部件在数控机床的控制下所能达到的精度。 根据实测的位置精度，可以判断出这台机床在以后的自动加工中能达到的最好的加工精度。2）、数控机床位置精度的检测和补偿的方法目前多采用双频激光干涉仪对机床检测和处理分析，利用激光干涉测量原理，以激光实时波长为测量基准，有效提高了测试精度
11、及增强了适用范围。检测步骤如下：安装双频激光干涉仪；在需要测量的机床坐标轴方向上安装光学测量装置：调整激光头，使测量轴线与机床移动轴线共线或平行，即将光路预调准直；待激光预热后输入测量参数；按规定的测量程序运动机床进行测量：数据处理及结果输出。 通过数控系统具备的螺距补偿功能和反向间隙补偿功能对机床的定位精度加以补偿，通常的办法是使用RENISHAW激光干涉仪检测各直线运动轴的位置精度，然后将实测值与理论值之差值，在坐标纸上绘出双向定位精度曲线。根据此曲线进行定位精度及反向间隙的补偿。 NUM数控系统除可对线性轴进行定位精度及反向间隙的补偿外，也可对旋转轴进行定位精度及反向间隙的补偿。可以使用
12、电子角度仪检测实测值与理论值的差值，同样在坐标纸上绘出双向定位精度曲线，再根据此曲线进行反向间隙及螺距误差的补偿。3）、影响数控机床位置精度的因素数控机床位置误差的影响主要是工作台的定位，数控机床工作台的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度，是数控机床有别于普通机床的一项重要精度，它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响，尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。数控机床工作台的运动一般南数控装置根据程序的坐标代码做差补运算，利用输出的控制信号控制工作台的进给运动。在实际工作中，由于机床床身安装的水平误差大，影响控制系统回油节流的稳定性，导致工作台
13、出现快速行程达不到要求或不运动，往返速度差大进而影响工作台的定位精度。一台数控机床可以从它所能达到的定位精度判断出它的加工精度，所以提高机床工作台的定位精度，对工作台的定位精度和机床进给传动链的累积误差进行检测和补偿是保证加工质量的必要途径。4）、如何提高数控机床位置精度1、反向偏差在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床, 反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度, 从而
14、影响产品的加工精度。如在G01切削运动时, 反向偏差会影响插补运动的精度, 若偏差过大就会造成“圆不够圆，方不够方”的情形；而在G00快速定位运动中，反向偏差影响机床的定位精度，使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。同时，随着设备投入运行时间的增长, 反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加, 因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。2、定位精度数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度，是数控机床有别于普通机床的一项重要精度，它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响，尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。一台
15、数控机床可以从它所能达到的定位精度判出它的加工精度，所以对数控机床的定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的必要途径。3.课题研究的方法：通过分析数控机床位置精度曲线特征和位置精度与加工精度的关系，阐述合理的调试方法和步骤以及验收中的注意事项，说明提高数控机床的机械进给系统精度仍然是保证数控机床位置精度的首要任务。4.课题研究的手段： 1、图书馆电子资源库检索并阅读相应文献资料；2、通过工厂实践方面的观察与分析。设计（论文）提纲及进度安排：论文提纲：进度安排： 1：11月25日-12月20日，阅读有关文献资料，进行课题调研； 2：12月21日-12月25日，撰写选题报告； 3：12月26日-1月15日，撰写开题报告；4：1月1日-3月27日，进行毕业设计，实验实践的验证，撰写设计说明整理并修改毕业设计，准备答辩。5:3月28日-4月4月3日，论文审核；主要参考文献和书目：1范超毅，加工中心位置精度及其补偿方法在不同场合的应用J
