浅谈数控机床在线测量技术

既能低成本 、 高产率的生产 ， 又能保证产品的质量 。为 了 实现 该 目标 ， 急需研 究 开 发 的关 键 技 术 之 一 就是 机 械 加 工在 线测 量 技术 。特 别 是 在 多 品种 小批 量 生产 条 件下 ， 研究 先 进在 线测 量技 术 的意义 尤其重 大 。 在线测量 的优势体现在能将加工 、 检测和误差补偿 集成 在一 起 ， 实现 加工 前 、 工 中和加 工后 的高精 度 自动 加 测量 ， 免 了 由于多 次装夹 而 引起 的误 差 ， 避 大大 减少 了辅 助 时间 ， 证 了机 床 的工作 状态 及加 工精 度 、 低废 品率 保 降 等 。 因此 ， 控机 床 在线 测 量 技 术不 仅 是 柔 性 加工 的重 数 要监 测手 段 之一 ， 且 其所 带 来 的 经济 效 益 也 日益成 为 而 人们 关 注 的焦点 之一 。
关键词 ： 数控机床 ； 在线测量 ； 误差
１ 概 述
１２ 数控 机 床在线 测量 的意 义 ．
１１ 在线 测量 技术 的重 要性 ．
随着科 学 技术 的迅 猛 发 展 ， 量 技术 已成 为 一个 国 测
家综合 发 展 的基 础 。如果 没 有先进 的测 量技术 与测 量手 段， 就无法 生 产 出单 项 性能及 综合 性能 均优 良的产 品 ， 也 谈 不 上发 展 现代高 新 尖 端 技术 。 因此 ， 世界 上 工 业 发达
胨巧巧 ： 浅谈 数 控 机 床 在 线测 量技 术
浅 谈 数 控 机 床 在 线 测 量 技 术
、
Ｂｉ ｒｂ ｔ ｎ ｎ ｉｅｓ ｎＭｅｓｒｍ ｎ ｅｈｏ ｇ ｏ ｕ ｅｉ ｌ ｏｔ ｌ ｃ ｉ ｒｆＰｏ ｅｉ ｏＯ ｌ ｅＤｍ ｎｉ ａｕｅ ｅｔＴｃｎｌ ｙｆｒＮ ｍ ｒ ａ ｎ ｏ ｈｎ ｅ ｎ ｉ ｏ ｏ ｅ Ｃ ｒ Ｍａ ｅ
也 易对 工件 造成 损伤 ， 如划 伤表 面 、 艺变形 等 。 工
在线 测 量 ， 而 言之 是 加 工 与测 量 在 同 一设 备 上 进 简
行 的ｉ 量 方 法 。如在 安装 了测 头 系 统 的数 控 机 床 上 ， 见 ０ 工 件 经过 一次装 卡后 即可完成 加 工与测 量 ， 时省 力 ， 能 省 还
降低 测量 成本 ， 避 免 了二次 装 夹 误 差 。若 进行 序 中测 也 量 可 以降低废 品率 ， 可 以尽 早 发现废 品 ， 免造 成加 工 也 避 浪 费 。机 械加 工是 先 进 制造 技 术 的基层 作 业 ， 先 进 制 是 造 系统 中最基 本最 活 跃 的环节 ， 其基 本 目标 是 实现 产 品
的 国家 ， 非 常重 视研 究 和发 展 各 种测 量 技 术 。这 里所 都
涉及 到 的测量 ， 具体 是指 机械 加 工 生 产 过程 中机 械 产 品 的成 品及 半成 品 的测量 。按 加工 过程 和测量 过程是 否在 同一 设备 上进 行 ， 测量 方 法 大致 可分 为 离线 测 量 和 在线 测量 两种 方式 。 离线 测量 一般 是 应 用 于大 批 量 生 产 中 ， 于流 水 生 适 产线 作业 。加 工 与ｉ 量 分别 在 专 用设 备上 进 行 ， 加 工 见 ４ 在 设备上 加 工 完 工 件 后 需 将 工 件 移 至 测量 设 备 上 进行 测 量 。这种 测 量方法 不 可 避免 地 会 带 来 二次 装 卡 的误 差 ，
陈 巧 巧
（ 广东省计量科学研究 院 ， 广东 广州 ５００ ） １４５
摘
要： 测量技术的不断发展使得 数控机 床在线测量技术的研 来自百度文库势在必行 。本 文概括 的对数控机床在线测量 技术进行 了介绍 ， 包括 在线测 量系统 的
组 件 结 构 、 量 原 理 、 线 测 量 系 统 在 线 检测 误差 的来 源 及 误 差 分 析 。 测 在
数控机床是机 电一体化 的数字控制 自动化机床 ， 在 数 控精 密加 工和 自动化 生产 中应用 非 常广 泛 。国 际上许 多专业人士都力图为数控机床配备各种类 型的监控 、 监 测装 置 （ 测头 ） 工 件 及 刀具 进 行 过 程 中监 测 ， 现 工 如 对 发 件超差 、 刀具 磨损 、 损 ， 能 及 时 的 报警 ， 给 与 补偿 ， 破 都 并 或对刀 具进 行调换 ， 以提高机 床 的 自动化 程度 ， 证数 控 保 机 床 长期工 作 时的产 品质 量 。为 满 足 各 方 面 的需 要 ， 很 多厂 商及用 户都 希望 在数控 机床 上配 置各 种加 工 精度 检 测设 备 ， 用 自动测 量技 术解 决上 述 问题 。 并应 数控机床作为高技术产物应用范围越来越广泛。然 而 ， 论是 在 国内还是 在 国外 ， 无 数控加 工 过程 中 的质量 问 题 ， 重地 制约着 这些 先进 制造 系统 的总 体效 率 的发 挥 ， 严 同时 也制 约着这 些先 进制造 系 统 的迅 速普 及 和推 广 。 因 此 ， 于数控 机床 的在 线 检 测 技术 的发 展 为 数 控 加 工 过 基 程 的质量 检测 提供 了一套 行之 有效 的方 法 。 同时 ， 机 械加 工 领 域 ， 在 测量 是 加 工 的前 提 和 基 础 ， 只有经 过 测 量 才 能 检 验 加 工 出 的产 品是 否 满 足 生 产 要 求 。 当一批 零件 将要 开 始 加 工 时 ， 大 量 的检 测 工作 需 有 要完 成 ， 括夹 具和 零 件 的装 夹 、 正 、 件 编程 原 点 的 包 找 零 检测 、 首件零 件 的检 测 、 序 间检 测 及 加 工 完 必 检 测 等 。 工 在某些情况下 ， 还可能有未知零件 的检测。尤其对 于超 精密 加工 ， 相应 的测 量设 备必须 跟 上 ， 能保 证加 工 精 度 才 达到 设计 的要 求 。因此 ， 测 量 设 备 集 成 到数 控 加工 设 将 备中， 将机床的驱动轴作为测量仪的驱动轴 ， 开发 出具有 在线测量功能的数控机床， 才能适应机械加工高效率、 高 产量 的需 求 。