硕士论文——基于虚拟仪器的数控机床误差监控技术研究及系统开发

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1、河北工业大学硕士学位论文基于虚拟仪器的数控机床误差监控技术研究及系统开发摘要计算机集成制造系统是制造信息化发展的一个主要方向，追求高精度、高效率的生产和低成本的产品，对在现代制造业中占主导地位的数控机床提出了更高的要求。目前，数控机床误差的检测、补偿和监控问题已成为机械加工特别是精密加工中的瓶颈问题。另一方面，虚拟仪器技术通过软件将计算机与仪器硬件有机的融合为一体，可以快速方便地组建各种测量控制系统。本文在深入分析国内外数控机床误差监控技术应用现状的基础上，利用虚拟仪器开发平台对数控机床的几何误差和热误差进行了采集，提出了各误差参数辨识方法与综合误差模型，并且建立了数控

2、机床误差远程监控系统。主要研究内容如下：1.对机床误差源及其误差特性进行了深入分析，提出了机床几何误差和热误差的检测方法；2.以多体系统理论（MBS）为基础，建立了包含机床几何误差、热误差的综合误差补偿模型，深入分析了几何误差和热误差参数的辨识方法；3.针对数控系统的远程监控问题进行了探讨，并就LabVIEW中的网络通信方式进行了重点分析；4.具体介绍了数控机床误差监控系统的开发过程，包括子模块的设计思路和程序编写，实现了数控机床误差的采集分析以及远程监控。此项研究采用LabVIEW作为数控系统的软件开发平台，充分利用计算机丰富的资源和强大的功能，设计了数控机床误差监控

3、系统，大大缩短了系统开发时间，提高了产品的质量，从而降低了成本，具有明显的经济效益。相信虚拟仪器技术会在数控机床精密加工和生产过程自动化方面发挥越来越重要的作用。关键词：数控机床，虚拟仪器，误差监控，几何误差，热误差，多体系统i基于虚拟仪器的数控机床误差监控技术研究及系统开发RESEARCHONERRORSMONITORANDCONTROLTECHNIQUESFORNCMACHINETOOLSBASEDONVIRTUALINSTRUMENTABSTRACTTheComputerIntegratedManufacturingSystemisamaindirectionof

4、manufactureinformationsystemdevelopment.PursuingthehighpreciseandefficientmanufactureandthelowcostproductionsimposehigherdemandupontheNCmachinetools,whichisdominantinthemodernmanufacturing.Atpresent,theinspection,compensationandmonitoringoftheerrorshavealreadybecomethebottleneckquestiono

5、fmachiningespeciallythatofprecisionmachining[1].Ontheotherhand,thevirtualinstrumenttechniqueinosculatethecomputerandinstrumenthardwarewholeorganicallybythesoftware,sowecansetupmanykindsofmeasure&controlsystemsfleetlyandexpediently.Onthebaseofdeeplyanalysisonerrormonitorandcontroltechniqu

6、esforNCmachinetoolsapplicationconditionthoroughdomesticandinternationally,thisthesisacquisitionthegeometryerrorsandthermalerrorsofNCmachinetoolsusingvirtualinstrumentdevelopmentsystem,andputsforwardeacherrorparameteridentificationmethodsandcomprehensiveerrorsmodel,andestablishedtheremote

7、errorsmonitorandcontrolsystemforNCmachinetools.Thethesis’maincontentsareasfollows:1.ThoroughthedeeplyanalysisonNCmachinetoolserrors’sourceanditscharacteristicsfirstly,thisthesisputforwardtheinspectionmethodofNCmachinetoolsgeometryerrorsandthermalerrors.2.Onthefoundationof