第10期 2016年10月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)10012404
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2016.10.032
No.10 Oct.2016
结合3D测头和宏程序实现机床定位精度自动测量
陈芳
（深圳职业技术学院机电学院，广州深圳518055）
摘要：针对传统数控机床定位精度测量过程中，手工测量手段工作量大，效率低和自动测量手段成本高的缺点,提出了一种基于3D测头和宏程序相结合的机床定位精度自动测量的方案。该方案利用 3D测头和数控系统高速跳转功能实现自动采集精度测量时的机床实际位移值，使用宏程序将实际位移值与双向步距规的理论标称值进行数据比较和运算，计算出相应的位置误差补偿值，利用G10 数据输入功能指令实现机床位置误差的自动补偿。使用激光干涉仪对使用该系统进行检测与补偿前后的机床精度进行了对比分析，实验数据证明该自动检测系统能在不增加昂贵设备的同时，有效地提高机床定位精度。
关键词：宏程序；螺距误差；数控；机床定位精度
中图分类号：TH166；TG659
文献标识码：A
Automatic Measurement of Machine Tool Positioning Accuracy
Based on3DProbeand Macro Program
CHENFang
( School of Mechanical and Electrical Engineering,Shenzhen Polytechnic, Shenzhen Guangzhou 518055, China) Abstract: Aimed at the disadvantages of big workload, low efficiency in manual means and high cost in au-tomatic means during CNC machine tool position accuracy measurement, a new scheme is proposed in this paper. The real machine position is gathered based on 3D probe and micro program. Comparing the real ma-chine position with the theoretical nominal position of two-way step gauge, the position compensation value can be calculated by micro program. Using Gio data input instructions, the position error can be compensa-ted automatically. The experiment proves that the system can improve the position accuracy of machine tool effectively without expensive equipment.
Key words : micro program; pitch error;NC;CNC positioning accuracy
0引言
机床精度分为机床几何精度，定位精度和加工精度]。其中机床定位精度是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。定位精度决定于数控系统和机械传动误差。
通常机床定位精度的测量可用步距规手动测量和激光干涉仪进行自动测量。其中手动测量方式的优点是经济，只需要低成本设备步距规和普通常用千分表，操作步骤简单，不需要复杂的调试；但缺点是测量时需要肉眼识别指针读数，手动记录指针读数，人工进行复杂的数据处理和参数的设置，而且不能实现定位误差的自动补偿。使用激光干涉仪器进行自动测量的优点是：从位置误差测量，测量数据分析到误差补偿整个过程实现自动化，操作简单方便[2]：但该方法需要购置的
收稿日期：2015-11-24；修回日期：2015-12-22
专用设备过于昂贵，不是一股企业能承受，通常用于专门测量机构和大型军工企业，而且激光手涉仪对光调试步骤比较繁
FANUC数控系统一般都具有G31跳跃功能，结合高精度3D测头，可以实现机床位置的自动检测。而 FANUC数控系统的宏程序文具有强大的数据运算功能和可编程数据输人功能。因此本文旨在结合3D测头，充分利用数控系统宏程序的功能，研究数控机床定位精度的自动检测和补偿，实现在不增加昂贵设备的同时，提高机床定位精度检测和补偿的效率。
定位精度自动测量系统组成原理 1
1.1测量系统搭建
整个机床定位精度自动检测与补偿系统包含两入
*基金项目：数控机床伺服优化与机械精度调整的研究及应用（KJ02S0210900000155）
作者简介：陈芳（1977一），女，湖南桃源县人，深圳职业技术学院副教授，硕士，研究方向为数控机床应用，（E-mail)chenfangsz@szpt.edu.en
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