数控机床在线测量大直径技术研究.pdf

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1、第38卷第4期中国测试Vol.38No.42012年7月CHINAMEASUREMENT&TESTJuly，2012数控机床在线测量大直径技术研究朱沙，杨杰斌，陈世超，薛靓（中国测试技术研究院，四川成都610021）摘要：如何提高大尺寸工件的在线测量精度，是大型机械加工的重要课题。针对数控机床的加工环境，提出一种工件在线大直径测量方案，该测量方案利用机床运动的直线性、传统小直径测量的高精度、激光测距的准确性、工件旋转的周期变动性，准确得到加工件的直径值。文中详细讨论了测量误差的来源和误差补偿，以及数

2、据处理方法。实验结果表明：该方案的测量精度完全满足IT6的加工要求。关键词：大直径测量；单点激光；数控机床；误差补偿中图分类号：TB921；TN249；TM930.12；TG801.4文献标志码：A文章编号：1674-5124（2012）04-0013-03Studyonon-linelargediametermeasurementsystemofCNClatheZHUSha，YANGJie-bin，CHENShi-chao，XUELiang（NationalInstituteofMeasuring

3、andTestingTechnology，Chengdu610021，China）Abstract:Howtoimprovetheon-linemeasurementprecisionoflargesizeworkpieceisanimportanttaskforlargemachining.Inthispaper，anon-linemeasurementmethodwasproposedforthelargeworkpieceinthemachiningenvironmentofCNClathe.

4、Thismethodadoptedthoseadvantagesincludinglinearityofmachining，highpreciseoftraditionalsmalldiametermeasurement，veracityoflaserranging，periodmobilityofrotaryworkpiece，andthewellmeasureddiameterofworkpiece.Finally，theauthorsdiscussederrorsource，errorcomp

5、ensation，aswellasdataprocessingmethod.ExperimentalresultsdemonstratethatthemeasurementprecisionofthismethodfullymeetsthemachiningrequirementofIT6.Keywords:largediametermeasurement；singledotlaser；CNClathe；errorcompensation0引言管产生光电脉冲信号，但该方法受工件转速精度和大型机械加工

6、过程中的重要课题之一就是如何标记器大小的影响。文献[3]介绍了在专门设立的V提高大尺寸的测量精度。一般认为大直径指大于型平台上，采用光学显微镜头、CCD摄像机和LED500mm的直径，如轧钢中的轧辊、重型机械和装备背景光源组件视觉系统，基于视觉检测技术实现高中大型的发电机组主轴、大型汽轮机主轴等尺寸达精度测量，实际上是一种非在线测量圆直径的方法。十几米。大直径测量存在于诸多生产工作中，但快文献[4]总结了部分现有直径间接测量方法原理和主速、准确的测量，特别是在线测量尚未完全实现。要的误差因素。文献[

7、5]详述了激光源、摄像机、运动工件的大直径精确测量是最近十年来研究的热导轨、计算机和标定块组成的激光双目视觉测量点。文献[1-2]介绍了在圆周上作“标记法”测量大直系统，根据摄像机摄取的激光曲线图像，求解出圆径的方法，被测表面上安置带有强磁力座的薄形金柱体截面边界线的空间曲线方程，获取圆柱体在属片（标记器），使得标记转到光电传感器处时，接收该截面处的直径参数的方法。该方法需要专用的装置，装置费用高。激光跟踪仪也可用于工件的圆收稿日期：2011-10-14；收到修改稿日期：2011-12-27作者简介

8、：朱沙（1965-），男，四川成都市人，研究员，主要直径的检测，但耗费时间较长，操作较为烦琐，需从事振动测试与计量技术和旋转机械故障研究。要有合适的空间使其激光能跟踪到测量点。总体14中国测试2012年7月来说“标记法”属于在线测量方法，但是“标记”方2测量误差的来源与分析法对测量精度影响较大；近年来流行的视觉测量2.1数控机床方法为非接触测量方法，但构成复杂，操作也相对2.1.1回转主轴与导轨不平行和角度的影响复杂，价格昂贵。机床导轨与加工件回转主轴之间组成了一综合