數(shù)控軸線定位精度及重復(fù)定位精度檢驗(yàn)軟件的設(shè)計(jì)

茆 琦，董曉嵐

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104)

數(shù)控軸線定位精度及重復(fù)定位精度檢驗(yàn)軟件的設(shè)計(jì)

茆 琦，董曉嵐

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104)

在數(shù)控機(jī)床軸線定位精度和重復(fù)定位精度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中，由于所測(cè)得的精度數(shù)據(jù)較多，處理公式也較為復(fù)雜，為了提高檢驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確度，利用Microsoft Visual Studio軟件設(shè)計(jì)研發(fā)精度檢驗(yàn)軟件.通過對(duì)典型案例的檢測(cè)，證明該軟件檢測(cè)和評(píng)定數(shù)控機(jī)床軸線的定位精度和重復(fù)定位精度不僅結(jié)果準(zhǔn)確，而且便于操作、實(shí)用性強(qiáng)，能為技術(shù)人員節(jié)約大量的數(shù)據(jù)處理時(shí)間.

數(shù)控機(jī)床；定位精度；重復(fù)定位精度；軟件

數(shù)控機(jī)床是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的母機(jī)，是制造和加工精密零部件或模具的必備生產(chǎn)設(shè)備[1].被加工產(chǎn)品的精密度取決于數(shù)控機(jī)床的加工精度，而數(shù)控機(jī)床的加工精度則主要取決于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的定位精度和重復(fù)定位精度[2].

在機(jī)床的使用過程中，由于受到使用過程中相關(guān)因素的影響，機(jī)床軸線的定位精度和重復(fù)定位精度會(huì)發(fā)生一定的改變，需要定期對(duì)定位精度和重復(fù)定位精度進(jìn)行檢驗(yàn)[3]，同時(shí)所測(cè)得的精度數(shù)據(jù)較多，處理公式也較為復(fù)雜，為了提高檢驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確度，可以通過設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件來檢測(cè)和評(píng)定數(shù)控機(jī)床軸線的定位精度和重復(fù)定位精度.

1 定位精度和重復(fù)定位精度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T17421.2-2000，機(jī)床檢驗(yàn)通則(第2部分：數(shù)控軸線的定位精度和重復(fù)定位精度的確定)》，確定機(jī)床軸線定位精度和重復(fù)定位精度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[4].

1.1 定位精度A

1.1.2 軸線雙向定位精度A

軸線雙向定位精度A是由雙向定位系統(tǒng)偏差和雙向定位標(biāo)準(zhǔn)不確定度估算值的2倍的組合來確定的范圍.

1.2 重復(fù)定位精度R

2 軟件設(shè)計(jì)

軟件使用Microsoft Visual Studio(C#)2005開發(fā)[5]，主要包含檢測(cè)文件導(dǎo)入模塊、單向位置偏差計(jì)算模塊、雙向位置偏差計(jì)算模塊、軸向偏差計(jì)算模塊、誤差分布圖繪制模塊和檢測(cè)結(jié)果導(dǎo)出模塊.其功能模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2為軟件運(yùn)行界面.

圖1 軟件功能模塊圖

圖2 軟件運(yùn)行界面

圖1中檢測(cè)文件導(dǎo)入模塊用于導(dǎo)入待測(cè)軸線的測(cè)量數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式采用Excel 2003文件形式，其字段及格式見圖3.

軸向偏差計(jì)算模塊用于對(duì)軸向偏差的各種參數(shù)進(jìn)行計(jì)算.

誤差分布圖繪制模塊用于繪制誤差分布圖.檢測(cè)結(jié)果導(dǎo)出模塊以Word2003格式導(dǎo)出檢測(cè)報(bào)告.

圖3 測(cè)試數(shù)據(jù)格式

3 案例的檢測(cè)

在某數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收測(cè)試中，采用激光干涉儀對(duì)機(jī)床的y軸進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量行程為2 000 mm，在全行程內(nèi)設(shè)11個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)正反向各定位5 次，并將檢驗(yàn)結(jié)果的原始檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，原始測(cè)量數(shù)據(jù)見圖2.通過軟件的計(jì)算分析，最終得到的精度檢驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，誤差分布情況如圖5所示.

圖4 精度檢驗(yàn)結(jié)果

圖5 誤差分布圖

4 結(jié)論

所設(shè)計(jì)的數(shù)控軸線定位精度及重復(fù)定位精度檢驗(yàn)軟件，界面簡(jiǎn)潔，人機(jī)交互性良好，對(duì)系統(tǒng)軟硬件運(yùn)行環(huán)境的要求較低.通過軟件對(duì)機(jī)床精度進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)定，能使技術(shù)人員準(zhǔn)確、快捷地進(jìn)行分析判斷，節(jié)省了工作時(shí)間、提高了工作效率，除了對(duì)機(jī)床進(jìn)行定期檢驗(yàn)外，在開展對(duì)機(jī)床的型式檢驗(yàn)、驗(yàn)收檢驗(yàn)、比較檢驗(yàn)、補(bǔ)償調(diào)整檢驗(yàn)等工作時(shí)[6]，該軟件都能提供很大的幫助.

[1]劉戰(zhàn)術(shù). 數(shù)控機(jī)床及其維護(hù)[M]. 北京：人民郵電出版社，2004.

[2]冷洶濤. 數(shù)控機(jī)床定位精度和重復(fù)定位精度的檢驗(yàn)[J]. 機(jī)床與液壓，2008(8)：191-192.

[3]朱彤. 蘇州地區(qū)數(shù)控設(shè)備應(yīng)用及維修現(xiàn)狀調(diào)研[J]. 蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，23(2)：76-79.

[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB/T17421.2-2000 機(jī)床檢驗(yàn)通則[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

[5]張玉平，李長(zhǎng)林. 深入淺出C#編程[M]. 北京：北京希望電子出版社，2004.

[6]韓大勇. 數(shù)控機(jī)床線性軸定位與重復(fù)定位精度的檢測(cè)[J]. 計(jì)測(cè)技術(shù)，2008(4)：65-66.

Design of a Software for Testing NC Axis Positioning Accuraly and Repeatability Accuracy Test Software

MAO Qi，DONG Xiao-lan

(School of Mechano-electrical Engineering，Suzhou Vocational Univevsity，Suzhou 215104，China)

The test-standard of positioning accuracy and repeatability accuracy of CNC machine tool axis is complex, and so is data processing.To solve this problem，this paper introduces Microsoft Visual Studio software to design and develop a precision test software.Software structure，module function，operation method and characteristics are introduced，and through a typical case the results proves that the software is not only accurate，convenient of operation，and practicable，but also saves a large amount of data processing time for technical personnel in improving their work eff i ciency.

CNC machine；positioning accuracy；repeatability accuracy；software

TG502.13

A

1008-5475(2013)03-0029-03

2013-05-16；

2013-06-08

江蘇省2012年度高?？蒲谐晒a(chǎn)業(yè)化推進(jìn)項(xiàng)目(JHZD2012-48)；蘇州市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(SGZ2012058)

茆 琦(1974-)，男，江蘇蘇州人，講師，碩士，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化研究.

(責(zé)任編輯：李 華)