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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系 部：机电工程系专 业：数控技术班 级：数控（2）班学 生：学 号： 指导教师： 职称： 江 西 理 工 大 学 南 昌 校 区毕 业 设 计（论文）任 务 书机电工程系系部 数控 专业 2008级（2011届）数控（2）班 学生题 目：数控机床位置精度的检测和补偿专题题目（若无专题则不填）：原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：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
2、面，因此有必要对数控机床进行位置精度的检测和补偿，并了解其方法和应用。 研究条件： 利用网络资源，参考相关文献，并在老师的提示和指导下熟悉并掌握数控机床位置精度的检测和补偿的基本方法以及相关注意事项。应用环境： 数控机床位置精度的检测和补偿广泛用于数控车床、数控铣床、加工中心等用于精密零件加工的数控设备中。工作目的： 通过对数控机床位置精度的检测和补偿的深入研究，了解并熟悉提高机床定位精度的方法和意义，同时有助于进一步认识数控系统功能和数控机床的结构。主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：研究内容：本文着眼于我国数控机床的迅猛发展，主要
3、从以下五个部分进行研究：一、 简述数控机床的发展概况以及在机械制造业中的重要地位。从国际环境和我国数控技术现状出发，分析比较国际数控机床和我国机床间的差异，并且阐述大力发展我国数控机床的必要性和重大意义。二、 了解并掌握数控机床的位置精度的概念以及其重要性，误差组成及误差检测项目和评定标准。必须了解到数控机床的位置精度是影响数控加工高精度的一个重要方面，对于进一步认识数控系统功能和数控机床的结构具有积极的现实意义。1.讨论数控机床存在的定位误差，了解它的基本特征分量主要分为：系统误差、随机误差、反向定位的失动量、最小可能移动量。除此四种特征分量之外，对有坐标原点之坐标行程的检测，还有一个测量原
4、点复归精度的问题，也应进行测量并规定允差。2.了解数控机床位置精度的主要检测项目：直线运动位置精度（包括X,Y,Z,U,V,W轴）；直线运动重复定位精度；直线运动反向间隙（失动量）测定；直线运动的原点返回精度；回转运动定位精度（转台A,B,C轴）；回转运动重复定位精度；回转轴原点的返回精度；回转运动反向间隙（失动量）测定。3.掌握在数控机床检测中测量直线运动的检测工具：测微仪和成组块规，标准长度刻度尺和光学读数显微镜及双频激光干涉仪等。标准长度测量以双频激光干涉仪为准。回转运动的检测工具有：360度齿精确分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅及平等光管等4.了解数控机床位置精度的检测标准。目
5、前国际上比较通行的机床位置精度检测标准有NMTBA、JIS、VDI/DGQ、ISO等，我国也有颁布国家标准GB1093189机床检验通则。本文只讨论国际标准ISO230-2，中国标准GB1093189，日本标准JIS B 6336及德国标准VDI/DGQ 3441。三、了解并掌握数控机床位置精度的几种常见检测方法，这也是本篇论文的侧重研究方面。数控机床位置精度的检测方法有三种：1.成组块规法，目前国内已经较少采用此法，故而本文不做过多介绍。2.线纹尺显微镜法，同时讨论其测量原理和测量方法。3.双频激光干涉仪检测法，鉴于目前我国已经很少再使用测微仪和成组块规法进行数控机床位置精度的检测，故而本文
6、着重研究的是双频激光干涉仪检测方法。了解其在直线运动定位精度检测中的工作原理，并且对比标准长度刻度尺和光学读数显微镜检测法和双频激光干涉仪检测法的误差组成和影响因素，最终确定在进行数控机床位置精度检测时是应以双频激光干涉仪检测法为准。四、概述数控机床位置精度的补偿方法。对数控机床位置精度进行检测之后，通过数据采集和分析，针对机床所产生的误差必须对数控机床进行一定的补偿技术，并将所提出的补偿技术应用于实际的系统设计。数控机床位置精度的补偿方法有：机械式补偿法，软件式补偿法，丝杠螺距误差补偿法，电气补偿法等。本文中的补偿方法主要介绍的是软件式补偿法，丝杠螺距误差补偿法，电气补偿法。对上述检测的数控
7、机床，进行数据分析，然后采取软件式补偿法，并比较补偿前后的精度差别。在半闭环伺服控制的数控机床中,可以通过数控系统所具备的螺距误差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。在NUM数控系统中,如果能正确地运用该功能,便能很快完成这种补偿,使数控机床的位置精度大大提高。五、对未来数控加工精度技术以及数控机床等设备发展的展望，始终坚信对于数控机床位置精度的研究方法将会变得更加多样化，便捷化，高效率化。具体要求： 要充分了解数控机床位置精度的相关标准，认真研究定位精度检测及补偿方法的工作原理及使用。主要指标和技术参数： :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
8、、实地考察等手段了解发展现状与前景。: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 当前有关的最先成果和动态。 日程安排：1：11月25日-12月20日，阅读有关文献资料，进行课题/论文调研；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，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；5:3月28日-4月4月3日，论文审核；6:4月，准备答辩。主要参考文献和书目：【1】何龙.数控设各调试与维护M.重庆；西南交通大学出版社，2006.8。【2】李玉炜.数控机床精度测量及其补偿计算
9、J.组合机床与自动化加工技 术，1998.1。【3】贾积雷，陈晖，傅建中.数控直线电机进给定位误差补偿技术研究J.机电工程，2005.7。【4】李为东.激光测量在数控机床定位中应用，上海计量测试，2004.5。【5】王侃夫著.数控机床故障诊断及维护M.北京：机械工业出版社，2001.5。【6】孙伟著.数控机床故障诊断及维护M.北京：国防工业出版社，2006.8。【7】张江华.三坐标数控机床运动误差的分析与检测J.机械工程师，2005（9）；21-22。【8】李书和.机床误差的快速检具J.组合机床与自动化加工技术，1998（3）；42-45。【9】沈云波.机床误差的正交光栅检测及分离J.河南科技
10、大学学报，2003 （9）；37-39。【10】王光瑞，玉熙龄，陈式刚，混沌的控制、同步和利用，北京；国防工业出版社，2001。【11】卢辉斌，李丽香等，超混沌M-G系数参数辨识及其他通讯中的应用J.电子学报，2002，30（2）；289291。【12】周汗辉.数控机床精度检测项目与常用工具，制造技术与机床，1999，（8）。【13】张剑，加工中心精度检验标准的应用，制造技术与机床，1999，（5）。【14】吕振华，上官文彬，基于液-固耦合有限元仿真的液阻悬置集总参数模型动特性分析J.机械强度，2004，26（1）；29-37。【15】李小立，周云飞，周济.数控机床位置误差建模与补偿J.机械设
11、计与制 造工程.1999（3）。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 机电工程系系部 数控 专业 2008 级（2011届）08数控（2）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：课题来源： 随着我国工业生产和国民经济的迅猛发展，数控机床作为一种高精度、高效率、稳定性强的自动化加工装备，已经成为机械行业必不可少的现代化装备。数控机床和加工中心作为新一代精密加工设备，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，对数控机床的精度提出了更高的要求。其中，数控机床的
12、位置精度就是影响其高精度的一个重要方面。因此，对数控机床的位置精度进行检测和补偿是提高加工质量的有效途径，具有重大意义。研究现状： 国际上常采用双频激光干涉仪对数控机床的定位精度进行检测，那是由于双频激光干涉仪的检测精度较高。而目前在我国双频激光干涉仪数量极少，所以通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，丝杠螺距误差补偿法以及电气补偿法等等。课题研究目标、内容、方法和手段：研究内容：本文着眼于我国数控机床的迅猛发展，主要从以下五个部分进行研究：一、 简述数控机床的发展概况以及在机械制造业中的重要地位。从国际环境和我国数控技术现状出发
13、，分析比较国际数控机床和我国机床间的差异，并且阐述大力发展我国数控机床的必要性和重大意义。二、了解并掌握数控机床的位置精度的概念以及其重要性，误差组成及误差检测项目和评定标准。必须了解到数控机床的位置精度是影响数控加工高精度的一个重要方面，对于进一步认识数控系统功能和数控机床的结构具有积极的现实意义。1.讨论数控机床存在的定位误差，了解它的基本特征分量主要分为：系统误差、随机误差、反向定位的失动量、最小可能移动量。除此四种特征分量之外，对有坐标原点之坐标行程的检测，还有一个测量原点复归精度的问题，也应进行测量并规定允差。2.了解数控机床位置精度的主要检测项目：直线运动位置精度（包括X,Y,Z,
14、U,V,W轴）；直线运动重复定位精度；直线运动反向间隙（失动量）测定；直线运动的原点返回精度；回转运动定位精度（转台A,B,C轴）；回转运动重复定位精度；回转轴原点的返回精度；回转运动反向间隙（失动量）测定。3.掌握在数控机床检测中测量直线运动的检测工具：测微仪和成组块规，标准长度刻度尺和光学读数显微镜及双频激光干涉仪等。标准长度测量以双频激光干涉仪为准。回转运动的检测工具有：360度齿精确分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅及平等光管等。4.了解数控机床位置精度的检测标准。目前国际上比较通行的机床位置精度检测标准有NMTBA、JIS、VDI/DGQ、ISO等，我国也有颁布国家标准GB10
15、93189机床检验通则。本文只讨论国际标准ISO230-2，中国标准GB1093189，日本标准JIS B 6336及德国标准VDI/DGQ 3441。三、了解并掌握数控机床位置精度的几种常见检测方法，这也是本篇论文的侧重研究方面。数控机床位置精度的检测方法有三种：1.成组块规法，目前国内已经较少采用此法，故而本文不做过多介绍。2.线纹尺显微镜法，同时讨论其测量原理和测量方法。3.双频激光干涉仪检测法，鉴于目前我国已经很少再使用测微仪和成组块规法进行数控机床位置精度的检测，故而本文着重研究的是双频激光干涉仪检测方法。了解其在直线运动定位精度检测中的工作原理，并且对比标准长度刻度尺和光学读数显微镜检测法和双频激光干涉仪检测法的误
