五軸機(jī)床RTCP運(yùn)動(dòng)姿態(tài)及刀尖點(diǎn)誤差同步測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、運(yùn)動(dòng)精度作為一項(xiàng)評(píng)判數(shù)控機(jī)床綜合性能的重要指標(biāo)，也在很大程度上對(duì)零件的加工質(zhì)量起決定性作用。相較于試件切削法，儀器檢測(cè)法能夠更加高效、便捷地對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度進(jìn)行檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收及日常維護(hù)中。但是，隨著五軸數(shù)控機(jī)床的普及，傳統(tǒng)檢測(cè)儀器的局限性和繁瑣性日益顯現(xiàn)。
　　RTCP（Rotation Tool Center Point）功能是高檔五軸數(shù)控機(jī)床的必備功能，其主要目的是提高數(shù)控編程效率和減小由旋轉(zhuǎn)軸引起的非線性運(yùn)動(dòng)誤差

2、。該功能開啟時(shí)，可通過(guò)后置指令控制機(jī)床刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中相對(duì)靜止，而刀軸矢量沿指定軌跡運(yùn)動(dòng)，使得平動(dòng)軸和旋轉(zhuǎn)軸均參與聯(lián)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)范圍較大?；谠撎攸c(diǎn)發(fā)展起來(lái)的 RTCP誤差測(cè)量方法因待測(cè)范圍縮小而提高了測(cè)量精度，且一次安裝即可獲取三維運(yùn)動(dòng)誤差而使得效率更高。但是該測(cè)量方式無(wú)法準(zhǔn)確獲得與運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)應(yīng)的各軸位移信息，導(dǎo)致后續(xù)的機(jī)床誤差溯源和補(bǔ)償精度難以提高。為了解決這一問(wèn)題，本文進(jìn)行了如下研究：
　　1、分析機(jī)床RTCP誤差測(cè)量方式中

3、同時(shí)獲取運(yùn)動(dòng)誤差和各軸位置信息所導(dǎo)致的時(shí)延缺陷，結(jié)合 RTCP功能開啟時(shí)各軸間運(yùn)動(dòng)位置的約束關(guān)系提出一種同步測(cè)量方法，設(shè)計(jì)配套的同步采集系統(tǒng)解決方案，并論證其合理性。
　　2、根據(jù)功能需求以及技術(shù)指標(biāo)，完成系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵器件選型。在分析半橋電感測(cè)頭工作原理的基礎(chǔ)上，完成基于 AD698調(diào)理電路的設(shè)計(jì)和制作調(diào)試，并進(jìn)一步對(duì)其靜態(tài)特性進(jìn)行標(biāo)定；完成編碼器倍頻鑒相電路的設(shè)計(jì)和制作調(diào)試，并編寫相應(yīng)的CPLD倍頻程序。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)采集

4、系統(tǒng)硬件部分的集成。
　　3、以 LabVIEW作為開發(fā)平臺(tái)，在軟件需求分析及總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成采集應(yīng)用程序的編寫，其功能主要包括測(cè)試前的設(shè)備調(diào)試、由機(jī)床主軸啟動(dòng)觸發(fā)的多通道同步采集、數(shù)據(jù)前處理及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和結(jié)果顯示。人機(jī)界面簡(jiǎn)潔、友好，最后的“誤差-位移”曲線可為機(jī)床誤差溯源和補(bǔ)償提供依據(jù)。
　　4、針對(duì)同步測(cè)量系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)五軸機(jī)床刀尖點(diǎn)誤差及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的同步測(cè)量及其相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量方式的優(yōu)勢(shì)，本文設(shè)計(jì)并完成了基于五軸數(shù)控機(jī)床