数控机床在线检测技术

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1、〔控机床在线检测技术本文对数控加工在线检测系统的组成、工作原理、编程方式及仿真等方面进行Y简要介绍。文章中的许多内容都是些概要性的解释，对大家了解该领域的技术内界很有帮助。数控机床是现代高科技发展的产物，每当一批零件开始加工时，有大的检测需要完成，包括夹具和零件的装卡、找正、零件编程原点的测定、首件零件的检测、工序间检测及加工完毕检测等。0前完成这些检测工作的主要手段有手工检测、离线检测和在线检测。在线检测也称实时检测，是在加工的过程中实时对刀具进行检测，并依据检测的结果做出相应的处理。在线检测是一种基于计算机A动控制的检测技术，其检测过程巾数控程序来控制。闭环在线检测的优点是：能够

2、保证数控机床精度，扩大数控机床功能，改善数控机床性能，提商数控机床效率。1、数控机床在线检测系统的组成数控机床在线检测系统分为两种，一种为直接调川基本宏程序，而不用计算机辅助•，另一种则要自己开发宏程序库，借助于计算机辅助编程系统，随时生成检测程序，然后传输到数控系统屮，系统结构如阁1所示。图1计算机辅助在线检测系统组成数控机床的在线检测系统巾软件和硬件组成。硬件部分通常巾以T几部分组成：(1)机床本体机床本体是实现加工、检测的基础，其工作部件是实现所需基本运动的部件，它的传动部件的精度直接影响着加工、检测的精度。(2)数控系统目前数控机床一般都采用CNC数控系统，其主要特点是输入存

3、储、数控加工、插补运算以及机床各种掠制功能都通过程序来实现。计算机与其他装置之间可通过接口设备联接，当控制对象或功能改变时，只需改变软件和接口。CNC系统一般由中央处理存储器和输入输出接口组成，中央处理器又由存储器、运算器、控制器和总线组成。(3)伺服系统伺服系统是数控机床的重要组成部分，用以实现数控机床的进给位置伺服控制和主轴转速(或位置)伺服控制。伺服系统的性能足决定机床加工精度、测:W:精度、表而质量和生产效率的主要因素。(1)测量系统测量系统有接触触发式测头、信号传输系统和数据采集系统组成，是数控机床在线检测系统的关键部分，直接影响着在线检测的精度。其屮关键部件为测头，使用测

4、头可在加工过程中进行尺寸测量，根据测量结果自动修改加工程序，改善加工精度，使得数控机床既是加工设备，又兼具测量机的某种功能。目前常川的雷尼绍测头，是英国雷尼绍公司的产品，如图2所示。它们用于数控车床、加工中心，数控磨床、专机等大多数数控机床上。测头按功能4分为工件检测测头和刀具测头;按信号传输方式可分为硬线连接式、感应式、光学式和无线电式；按接触形式可分为接触测量和非接触测量。用户可根据机床的具体型号选择合适的配置。图2雷尼绍RMP60无线电式测头(2)计算机系统在线检测系统利用计算机进行测量数裾的采集和处理、检测数控程序的生成、检测过程的仿真及与数控机床通信等功能。在线检测系统考虑

5、到运行目前流行的Windows和CAD/CAM/CAPP/CAM以及VC++等软件，以及减少测量结果的分析和计算吋间，一般采用Pentium级别以上的计算机。2、数控机床在线检测的工作原理实现数控机床的在线检测吋，首先要在计算机辅助编程系统上自动生成检测主程序，将检测主程序由通信接口传输给数控机床，通过G31跳步指令，使测头按程序规定路径运动，当测球接触工件时发出触发信号，通过测头与数控系统的专用接口将触发信号传到转换器，并将触发信号转换后传给机床的控制系统，该点的坐标被记录下来。信号被接收后，机床停止运动，测呈点的坐标通过通信接口传回计算机，然后进行下一个测量动作。上位机通过监测C

6、NC系统返回的测量值，可对系统测量结果进行•算补偿及可视化等各项数据处理工作。测量典型几何形状时检测路径的步骤为：1确定零件的待测形状特征几何要素；2确定零件的待测精度特征；3根据测量的形状特征儿何要素和精度特征，确定检测点数及分布；4根据测点数及分布形式建立数学计算公式；5确定检测零件的工件坐标系；6根据检测条件确定检测路径。3、数控机床在线检测编程在线检测技术的关键主要体现在检测程序的编制上，检侧程序编制质量的优劣直接影响到检测效果。0前检测软件有商业化软件和自主开发的软件。商业化软件如英国DELCAM公司新版本的Powerlnspect,是一款开放的检测软件，不受测量设备的限制

7、，既付以在线检测,也可以脱机检测。不仅提供在线检测的功能，还能够在检测前针对读取的CAD模型进行检测路径的编程工作，并进行检测的仿真。随后可以把编制好的程序传输给CNC检测设备，进行自动检测。又如雷尼绍公司基于PC机的在机检测软件OMV(onmachineverification),该软件专为数控机床配川系统而编写，主要应川于：根据原始CAD数据，检测样件、复杂零件及大型零件、多工序零件以及模具。自主开发软件的编程方式有：基于C、C++、VC++、VB、D