论文数控机床在线检测关键技术是关于数控机床方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关数控车床工资多少一月论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：在线检测是当今先进制造技术的有效手段之一.本文介绍了当今先进的制造技术及在线检测技术在工业体系中的发展情况,描述了在线检测的定义、结构、工作原理及其发展趋势.随着智能制造技术的普及,在线检测技术作为加工制造中的检测、反馈手段,将在制造业中起着越来越重要的作用,它将有效地推动当今装备制造业的发展,为经济社会的发展提供动力.
关键词：数控机床 在线检测 制造技术
随着科学技术的发展,尤其是通信技术、计算机技术、自动控制技术的高速发展,工业信息化水平的提高使得产品的生产周期大大缩短.装备制造业作为一个跨学科、多领域的产业,在国民经济的发展中起着至关重要的作用.装备制造业要求相关设备具有高效、高精度、智能化、开放性以及适应性等特点,特别是中国制造2025的实施,表明国家已高度重视制造业的产业升级,来提高社会的生产力,推动社会的可持续发展.
在先进制造技术中,在线检测系统是其中重要的组成部分,它的发展有利于提升整个装备制造业的水平.在装备制造业中,对于核心零部件的加工精度要求高效、高精度,这就要求在加工过程中对零件进行在线检测来提高零件的精度和效率,保证加工质量和效率.在线检测技术在装备制造业中起着不可替代的作用,它的快速、优质的发展会使装备制造产业得到更好、更快的发展.因此,开展数控机床的在线检测研究能有效提升整个国家工业现代化水平.
一、在线检测技术
如今检测加工零件的工作主要方式有手工检测、离线检测、数控加工在线检测三种.数控机床在线检测技术指的是将触发式检测触头安装到数控加工中心的刀具库中,同时将检测触头所安装的刀具位置号设定为特殊的刀具位置号码.数控机床主轴的旋转不影响检测触头,当数控机床的控制系统发出实施检测工作命令时,数控机床就会将检测触头从刀具库中调出,并控制其按照已设计的检测路径（数控程序）进行零件的检测.检测结果被数控机床控制系统获取,再与零件的模型数据进行比对,然后判断零件尺寸和精度是否达到零件设计要求,同时判别哪些位置不达标及尺寸和精度差值,为下一步进行合理的精加工提供数据依据.
在线检测技术就是将检测和加工两个过程充分而又有效地结合起来,实现零件高效、高精度的加工.对于空间复杂曲面的加工及检测来说,数控机床在线检测技术有着明显的优势,能避免零件的多次装夹,缩短零件制造周期,降低制造成本等.在线检测技术已广泛应用于空间复杂曲面的生产制造中,对该技术进行研究的专家也在日益增多,该项技术逐渐成为制造领域中的一项成熟技术.
与离线检测技术相比较,数控加工在线检测技术有四个优点.一是加工零件被检测之后,在线检测工具——检测触头可通过控制系统直接返回机床刀具库,或移动到不影响加工的区域,这样就能节省工件重新安装的时间,使产品的生产、加工周期得到缩减.二是可以减少或避免购买离线检测设备,如三坐标测量仪等,从而降低生产成本.三是在线检测能有效避免零件因多次拆装造成的加工和检测误差,提高零件的加工精度.在离线检测中有多次拆卸和装夹零件的工序,而在线检测能够避免多次装夹,同时避免由于这种反复拆卸工序而造成的加工精度误差,从而提高零件加工精度和效率.四是基于在线检测技术的稳定和可靠性,高端数控机床增加了机床的精度检测功能和进一步加工决策实施的功能,从而产生了无人操作加工和智能制造技术.图1为基于在线检测系统的智能制造技术主要的研究内容及流程.
二、在线检测系统结构
在线检测系统根据各零件的检测功能需求,构建出在线检测系统总体结构功能图,如图2所示.系统一共包括有7个功能模块,系统的输入文件模块指的是被检测零件CAD模型,即零件的“STL”文件.
系统的输出文件管理模块指的是零件加工后的加工误差检测报告,其中文件管理模块指的是被检测零件“STL”数据文件的获取,以及系统文件的输入与保存；图形操作与编辑模块主要指的是文件的编辑、操作及图形的视图设计等功能的操作；检测路径生成模块指的是根据零件的曲面精度和曲率精度要求,自动生成被检测零件的检测点坐标,应用遗传算法等优化检测指令及检测路径；路径仿真模块指的是对整个检测过程进行仿真、验证,优化检测路径,提高检测的安全性和可靠性及效率；测量误差补偿模块指的是将检测后的零件实际数据反馈回数控机床检测系统,然后与模型数据进行比对,获取各个检测点的误差值,然后将加工零件的程序及加工参数进行修正和补偿,提高零件加工的效率和合格率；通信模块指的是通过网络、RS232等数据线将数控机床与PC机搭建连接系统,内容包括安装在线检测软件的PC机将检测指令和相关数据发送给加工零件的数控机床,同时获取被检测点的坐标参数,PC机同时能发送脉冲信号,控制数控机床将检测的坐标值反馈回PC机,同时还包括控制数控机床的开始、停止等；加工误差检测报告模块指生成各测点检测误差图,并可用相关软件输出具有完整信息的零件加工精度检测报告.
三、数控机床在线检测工作原理
数控加工过程中的在线检测流程：①将CAD模型以“IGES或STL”的格式输入计算机,同时设计该模型的加工刀路轨迹；②后置处理成数控加工NC代码,完成零件的加工；③加工结束后测头进行取样,生成自适应式测量点,同时依据模型数据,对测量路径进行优化和仿真；④再实施快速寻点算法（基于空间划分策略的）,将误差补偿测量出,进行实时误差计算；⑤优化刀轨及数控NC指令,实现零件的准确加工,最终实现加工—测量—补偿—加工的一体化的在线检测制造技术.
在线检测技术主要研究内容包括：在测头、数控系统、数控机床实践研究的基础上,还需要完成相关参数的匹配,搭建在线检测系统,完成自动对刀、装夹找正；然后基于机床参数设置和数控系统,开发出二维零件、三维零件的在线检测.在此基础上,完成检测软件与设备的参数匹配,通过可靠的拟合算法和采样策略,在数控机床上直接对加工后的零件进行检测实验,然后进行精度的分析、评价,将最终的误差反馈回数控系统,然后优化数控系统相关参数,搭建完整的一体化在线检测系统（见图3）.
四、数控加工中心在线检测技术的发展趋势
1.设备的人性化及智能化
随着当今社会信息技术和人机工程技术的发展,工业装备正朝人性化方向发展,产品将朝个人订制方向发展,设备的使用及产品的制造将更多地考虑人的因素.同时设备将具有一定的判断能力,能代替人做出一定的决策,朝智能方向发展.在数控机床上表现出能降低操作者劳动强度,能自动装夹零件,能自动检测零件的精度,然后优化加工参数直至加工出合格的零件,同时具备自我诊断能力、自我修复能力.
2.信息化和开发性
信息化和开发性是数控机床在线检测发展的趋势和新亮点.国内外许多著名的数控机床和设备厂商正在开发相关的新概念数控机床,实现机床的远程控制.同时可选择开放式操作、控制系统,让操作者便于快速掌握机床的操作和应用.在基于机床结构统一的平台上,使用者可根据自己的特殊需求,将特色模块和相关技术模块集成到控制系统中,从而增强数控机床的功能,生产各种特殊需求的产品.因此信息化和开发性将使数控机床的在线检测功能更加广泛,提高了生产效率.
3.模块化和标准化
由于当今世界的数控机床、数控系统和检测系统种类繁多,而且各自的研究相互独立,缺乏通用性和拓展功能,给机床和系统调试带来诸多麻烦.因此,现在许多国家已经开始制定国际统一标准,使在线检测系统模块化,实现部分相关技术、标准国际统一,让使用者更快进入角色,提高工作效率.
（作者单位：曹著明、贾俊良,北京电子科技职业学院；
郭家田,山东科技职业学院）
总结:该文是关于数控机床论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
参考文献：
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