基于虚拟仪器的数控机床误差采集、参数辨识研究

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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采集、参数辨识研究姓名：王妹婷申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：刘丽冰20050101基于虚拟仪器的数控机床误差采集、参数辨识研究摘要随着生产过程自动化的飞速发展和精密加工的广泛应用，对数控机床加工精度的要求日益提高，柔性制造系统(FMS)和柔性制造单元(FMC)更是提出了机床加工过程中各种误差的自动监测和自动补偿问题。目前，误差的检测、显示、监控问题已成为机械加工特别是精密加工和超精密加工中的瓶颈问题。本文在充分了解和深入分析国内外数控机床误差元素建模技术及误差检测、补偿控制技术研

2、究、应用现状的基础上，针对机床误差元素的不同性质，对机床误差元素进行了分析翮分类，并主要针对数控机床的几何误差参数辨识和误差补偿方法进行了研究。数控机床自身的精度是决定加工效率和精度的关键所在，仿真是验证误差补偿效果的有效途径。本论文在深入研究几何误差参数辨识和误差补偿方法的基础上，针对数控机床的21项几何误差，利用虚拟仪器开发平台控制误差采集，实现了参数辨识、误差补偿及基于局域网的误差远程监控功能，并对误差参数辨识、误差补偿结果进行了仿真验证。利用面向对象的虚拟技术，以LabVIEW和MATLAB平台开发了一套编程合理、方便、功能强大的数控机床虚拟

3、补偿系统。根据软件测试理论及方法，对虚拟误差补偿系统进行了有效测试，证明了软件系统的合理性，该系统还具有通用性、扩充性，可以满足不同数控编程系统针对不同机床、不同零件编制的加工(检测)程序文件的补偿要求。本论文的研究内容如下：1)基于LabVIEW的数控机床几何误差采集总体方案、软硬件构成及实现。2)基于LabVIEW与MATLAB接口的误差建模技术研究，实现建模的程序化。3)基于LabVIEW的误差参数辨识技术研究。4)基于LabVIEW的误差补偿技术研究。通过实例仿真，验证数控机床误差补偿模型的正确性以及误差补偿方法的有效性。5)在面向对象软件测

4、试的一些基本理论指导下，对虚拟误差补偿系统进行了有效的测试。关键词：数控机床，虚拟仪器，几何误差，误差元素建模，误差元素检测，误差补偿控制系统RESEARCHOFERRORACQUISITIONANDPARAMETERIDENTIFICATIONFORNCMACHINETooLBASEDoNVIRTUALINSTRUMENTABSTRACTWithfullprogressofproductionprocessautomationandwideapplicationofprecisionm．achining，themachiningaccuracyre

5、quisitionforNCmachinetoolisincreasingdaybyday．Flexiblemanufacturingsystem(FMS)andflexiblemanufacturingunit(FMC)hasputforwardhigherdemandtoautomaticmonitoringandcompensationofvariouskindsoferrorintheprocesscourseofNCmachinetools．Atpresent，themeasuring，showingandmonitoringoftheer

6、rorshavealreadybecomethebottleneckquestionofmachiningespeciallythatofprecisionmachiningandultra-precisionmachining．ThispaperisonthefoundationofcurrentdomesticandinternationalusingsituationofeIxorelementmodelingtechnology,errormeasurementtechnologyandcompensationcontroltechnolog

7、yofNCmachinetoolwithfullunderstandingandana／yzing．Accordingtodifferentpropertiesoferrorelements，theerrorelementsofNOmachinetoolareanalyzedandclassified．ResearchonthemethodsofgeometricerrorparameteridentificationanderrorcompensationofNCmachinetoolhasbeencarriedmainlyinthispaper．

8、TheprecisionofNCmachinetoolitselfisthekeypointthatdete