五軸機床RTCP運動姿態(tài)及刀尖點誤差同步測量系統(tǒng)研究.pdf

1、運動精度作為一項評判數(shù)控機床綜合性能的重要指標，也在很大程度上對零件的加工質(zhì)量起決定性作用。相較于試件切削法，儀器檢測法能夠更加高效、便捷地對機床運動精度進行檢測，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床驗收及日常維護中。但是，隨著五軸數(shù)控機床的普及，傳統(tǒng)檢測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)軸引起的非線性運動誤差

2、。該功能開啟時，可通過后置指令控制機床刀尖點在工件坐標系中相對靜止，而刀軸矢量沿指定軌跡運動，使得平動軸和旋轉(zhuǎn)軸均參與聯(lián)動且運動范圍較大。基于該特點發(fā)展起來的 RTCP誤差測量方法因待測范圍縮小而提高了測量精度，且一次安裝即可獲取三維運動誤差而使得效率更高。但是該測量方式無法準確獲得與運動誤差對應(yīng)的各軸位移信息，導(dǎo)致后續(xù)的機床誤差溯源和補償精度難以提高。為了解決這一問題，本文進行了如下研究：
　　1、分析機床RTCP誤差測量方式中

3、同時獲取運動誤差和各軸位置信息所導(dǎo)致的時延缺陷，結(jié)合 RTCP功能開啟時各軸間運動位置的約束關(guān)系提出一種同步測量方法，設(shè)計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，完成系統(tǒng)詳細設(shè)計和關(guān)鍵器件選型。在分析半橋電感測頭工作原理的基礎(chǔ)上，完成基于 AD698調(diào)理電路的設(shè)計和制作調(diào)試，并進一步對其靜態(tài)特性進行標定；完成編碼器倍頻鑒相電路的設(shè)計和制作調(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，在軟件需求分析及總體設(shè)計的基礎(chǔ)上完成采集應(yīng)用程序的編寫，其功能主要包括測試前的設(shè)備調(diào)試、由機床主軸啟動觸發(fā)的多通道同步采集、數(shù)據(jù)前處理及實時存儲和結(jié)果顯示。人機界面簡潔、友好，最后的“誤差-位移”曲線可為機床誤差溯源和補償提供依據(jù)。
　　4、針對同步測量系統(tǒng)能否實現(xiàn)五軸機床刀尖點誤差及運動姿態(tài)的同步測量及其相對于傳統(tǒng)測量方式的優(yōu)勢，本文設(shè)計并完成了基于五軸數(shù)控機床