数控机床精度检测装置及误差分析研究
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摘要
本文在分析了当前国内外数控研究和数控生产的基础上，针对在生产和调试中遇到的普遍性问题——精度检测和误差分析，提出了开展这方面研究的重要性和必要性。国家在“八五”期间已开展了一些工作并研制出了数控测试系统。本文分析了国家“八五”研制的数控测试系统的软硬件构成及其原理，指出了该系统的优缺点，针对原测试系统通用性不强、速度低等不足，提出了相应的改进方案。在国家“九五”课题“数控系统运行状态综合测试技术”研究的基础上，开发研制了数控系统运行状态测试仪，并能根据实际生产需要加装光栅尺扩展成为数控机床测试系统。本文还介绍了在开发工作中测试装置的软硬件的总体设计和遇到的一些问题，阐述了基于最小二乘法和神经网络的数据处理原理和方法。在此基础上重点分析了数控斜线、数控圆的精度测试软件以及数控轨迹的动静态显示软件。使用本装置作了大量的实验研究工作，取得了满意的效果，达到了课题目的。
The dissertation analyses foreign and domestic computer numerical control (CNC) research and production and the current, then to dissolve the precision test and error analysis, which is a common problem in production and adjustment, introduce the search important and necessary. Some research has been developed in national "Eighth Five-year Plan" and CNC test system has been made. The dissertation states the construct and principle of the hardware and software of the CNC test system. According to its shortcoming, such as low test speed, synthesis test capacity and antijamming ability, improvement scheme is put forward. On the base, the development of the national "Ninth Five-year Plan" task" CNC system function state synthesis test technology" is
dwelled on, and the CNC system function state test instrument has been developed .In the need of production and practice, it can be added to photo scale to test CNC machine tool. The paper also introduces the overall design of the hardware and software and some probl
ems counted during the research. At the same time, it elaborates the data processing principle and approach based on the least square method and neural networks theory. According to these, it mainly analyses the precision test software such as interpolation line, interpolation circle and numerical control track dynamic and static state display. Using the instrument to test much system and research, the result is satisfied.
The dissertation analyses foreign and domestic computer numerical control (CNC) research and production and the current, then to dissolve the precision test and error analysis, which is a common problem in production and adjustment, introduce the search important and necessary. Some research has been developed in national "Eighth Five-year Plan" and CNC test system has been made. The dissertation states the construct and principle of the hardware and software of the CNC test system. According to its shortcoming, such as low test speed, synthesis test capacity and antijamming ability, improvement scheme is put forward. On the base, the development of the national "Ninth Five-year Plan" task" CNC system function state synthesis test technology" is
dwelled on, and the CNC system function state test instrument has been developed .In the need of production and practice, it can be added to photo scale to test CNC machine tool. The paper also introduces the overall design of the hardware and software and some probl
ems counted during the research. At the same time, it elaborates the data processing principle and approach based on the least square method and neural networks theory. According to these, it mainly analyses the precision test software such as interpolation line, interpolation circle and numerical control track dynamic and static state display. Using the instrument to test much system and research, the result is satisfied.
引文
[1]微型计算机接口原理与技术．邹逢兴，国防科技大学出版社，1999
[2]实用接口技术．李广军、王厚军，电子科技大学出版社，1998
[3]传感器原理与应用．黄贤武、郑筱霞，电子科技大学出版社，1999
[4]计算机接口技术．于英民、孙名，电子工业出版社，1996
[5]MCS-51单片机应用原理．张毅刚 李吉源，哈尔滨工业大学出版社，1990
[6]神经网络与神经计算机．勒蕃等 西南交通大学出版社 1991
[7]进行加工之前检验机床．Howard Salt 现代制造 1995(2)
[8]误差理论及数据处理．费业泰 机械工业出版社 1994
[9]数控机床的编程和实现．于华 机械工业出版社 1995
[10]数控系统圆插被误差分析．余永成等 四川工业学院 学报 1999(4)
[11]数字式传感器．朱伯申 张炬 北京理工大学出版社 1996
[12]传感器原理及应用．王化祥 张淑英 天津大学出版社 1988
[13]高速数据采集的计算机接口设计．吴兴东 电子技术应用， 1997(3)
[14]曲线数控加工预处理分析．王雪梅 杜全兴 铁路现代化．1999,(1)．
[15]用于位置与速度反馈测量的编码器倍频鉴相电路的设计与分析．肖本贤 机械与电子，1995(5)
[16]加速制造业的自动化进程，努力提升制造业的竞争力．朱森第，制造业自动化2000(3)
[17]关于机械制造几类问题的探讨．孙建明 吴菊，佳木斯工学院学报1998．16(2)
[18]圆轨迹运动误差检测与信号处理．虞文华 吴昭同，仪器仪表学报．1997,18(3)
[19]机床误差辨析． 赵庆志 赵玉刚，山东工程学院学报，1995,9(3)．
[20]数控加工中的综合误差补偿．谢友宝 谭益智，南昌航空工业学院学报．1991(1)
[21]实用系统误差分析和判断程序设计．粟智，新疆有色金属．1997,(4)
[22]光栅线位移传感器的误差分析．纪刚 叶军，青岛大学学报工程技术版．1996,11(2)
[23] Computer Numerical Control of Machine Tools, G.E. Thyer, Industrial Press, 1993
[24] Measurement Systems: Application and Design, Ernest O. Doebelin, McGraw-Hill, 1983
[25] Verification and evaluation method for volumetric and positional errors of CNC machine tools. Wen-Yuh Jywe, Chien-Hong Liu, Machine Tools & Manufacture. 2000 Vol.10 No.13
[26] Neural Network Based Tracking Control of Mechanical Systems. T. Efrati, H. Flachner, Journal of dynamic systems, measurement and control. 1999 Vol.121,No.1
[27]DDA插补的高级语言实现 王健强，机电一体化 2000(3)
[28]机械制造中加工误差相关分析法．李传声，机械设计与制造．1989(6)
[29]智能制造与CNC技术的新方向．雷为民 乔建中，中国工程师．1996(6)
[30]高速数据采集的计算机接口设计．吴兴东，电子技术应用 1997(3)
[31]一种用汇编语言实现大量数据处理的设计方法 张德荣，测试技术 1996(9)
[32]用于CNC系统轨迹控制插补计算的新方法 唐治安 扬文源，机床．1989(7)
[33]神经网络导论 胡守仁 国防科技大学出版社 1997
[34]数字信号处理的硬件实现 戴明桢，航空工业出版社 1998
[35]数字信号处理单片机及其应用 李兰友，电子工业出版社 1997
[36]先进制造系统和21世纪的制造业．袁清珂等，机电一体化．2000(1)
[37]面向21世纪的机电一体化技术．冯正进等，机电一体化．2000(2)
[38]再制造业的发展和展望．张伟，机电一体化．2000(4)
[39]数控装备及系统质量控制．《数控装备及系统质量控制》编委会，机械工业出版社，996
[40]“第六届中国国际机床展览会”观感．徐开运，机电一体化2000(2)
[41]我国机床数控技术突破国际重围．科技日报 1999．12．30
[42]电子传感器 李标荣、张绪礼，国防工业出版社 1995
[43]基于神经网络的在线优化软件的设计 张帆等，机电工程2000(2)
[44]数字信号处理C语言程序集 殷福亮、宋爱军，辽宁科学技术出版社 1997
[45]数字信号处理：理论、算法与实现 胡广书，清华大学出版社 1997
[46]数字滤波器导论 (英)博格纳著，俞肇基译，国防工业出版社 1982
[47]数字控制机床 刘又午、杜君文，机械工业出版社 1997
[48]数字控制机床 廖效果、朱启逑，华中理工大学出版社 1992
[49]数字逻辑 康秉佩、韩佩富，吉林科学技术出版社 1995
[50]预测控制系统及应用．舒迪前 机械工业出版社 1995
[51]计算方法．邓建中，西安交通大学出版社 1995
[52]C语言实用程序与软件工具．郑庆华，西安交通大学出版社1996
[53]数字逻辑 郭斌 电子工业出版社 1995
[2]实用接口技术．李广军、王厚军，电子科技大学出版社，1998
[3]传感器原理与应用．黄贤武、郑筱霞，电子科技大学出版社，1999
[4]计算机接口技术．于英民、孙名，电子工业出版社，1996
[5]MCS-51单片机应用原理．张毅刚 李吉源，哈尔滨工业大学出版社，1990
[6]神经网络与神经计算机．勒蕃等 西南交通大学出版社 1991
[7]进行加工之前检验机床．Howard Salt 现代制造 1995(2)
[8]误差理论及数据处理．费业泰 机械工业出版社 1994
[9]数控机床的编程和实现．于华 机械工业出版社 1995
[10]数控系统圆插被误差分析．余永成等 四川工业学院 学报 1999(4)
[11]数字式传感器．朱伯申 张炬 北京理工大学出版社 1996
[12]传感器原理及应用．王化祥 张淑英 天津大学出版社 1988
[13]高速数据采集的计算机接口设计．吴兴东 电子技术应用， 1997(3)
[14]曲线数控加工预处理分析．王雪梅 杜全兴 铁路现代化．1999,(1)．
[15]用于位置与速度反馈测量的编码器倍频鉴相电路的设计与分析．肖本贤 机械与电子，1995(5)
[16]加速制造业的自动化进程，努力提升制造业的竞争力．朱森第，制造业自动化2000(3)
[17]关于机械制造几类问题的探讨．孙建明 吴菊，佳木斯工学院学报1998．16(2)
[18]圆轨迹运动误差检测与信号处理．虞文华 吴昭同，仪器仪表学报．1997,18(3)
[19]机床误差辨析． 赵庆志 赵玉刚，山东工程学院学报，1995,9(3)．
[20]数控加工中的综合误差补偿．谢友宝 谭益智，南昌航空工业学院学报．1991(1)
[21]实用系统误差分析和判断程序设计．粟智，新疆有色金属．1997,(4)
[22]光栅线位移传感器的误差分析．纪刚 叶军，青岛大学学报工程技术版．1996,11(2)
[23] Computer Numerical Control of Machine Tools, G.E. Thyer, Industrial Press, 1993
[24] Measurement Systems: Application and Design, Ernest O. Doebelin, McGraw-Hill, 1983
[25] Verification and evaluation method for volumetric and positional errors of CNC machine tools. Wen-Yuh Jywe, Chien-Hong Liu, Machine Tools & Manufacture. 2000 Vol.10 No.13
[26] Neural Network Based Tracking Control of Mechanical Systems. T. Efrati, H. Flachner, Journal of dynamic systems, measurement and control. 1999 Vol.121,No.1
[27]DDA插补的高级语言实现 王健强，机电一体化 2000(3)
[28]机械制造中加工误差相关分析法．李传声，机械设计与制造．1989(6)
[29]智能制造与CNC技术的新方向．雷为民 乔建中，中国工程师．1996(6)
[30]高速数据采集的计算机接口设计．吴兴东，电子技术应用 1997(3)
[31]一种用汇编语言实现大量数据处理的设计方法 张德荣，测试技术 1996(9)
[32]用于CNC系统轨迹控制插补计算的新方法 唐治安 扬文源，机床．1989(7)
[33]神经网络导论 胡守仁 国防科技大学出版社 1997
[34]数字信号处理的硬件实现 戴明桢，航空工业出版社 1998
[35]数字信号处理单片机及其应用 李兰友，电子工业出版社 1997
[36]先进制造系统和21世纪的制造业．袁清珂等，机电一体化．2000(1)
[37]面向21世纪的机电一体化技术．冯正进等，机电一体化．2000(2)
[38]再制造业的发展和展望．张伟，机电一体化．2000(4)
[39]数控装备及系统质量控制．《数控装备及系统质量控制》编委会，机械工业出版社，996
[40]“第六届中国国际机床展览会”观感．徐开运，机电一体化2000(2)
[41]我国机床数控技术突破国际重围．科技日报 1999．12．30
[42]电子传感器 李标荣、张绪礼，国防工业出版社 1995
[43]基于神经网络的在线优化软件的设计 张帆等，机电工程2000(2)
[44]数字信号处理C语言程序集 殷福亮、宋爱军，辽宁科学技术出版社 1997
[45]数字信号处理：理论、算法与实现 胡广书，清华大学出版社 1997
[46]数字滤波器导论 (英)博格纳著，俞肇基译，国防工业出版社 1982
[47]数字控制机床 刘又午、杜君文，机械工业出版社 1997
[48]数字控制机床 廖效果、朱启逑，华中理工大学出版社 1992
[49]数字逻辑 康秉佩、韩佩富，吉林科学技术出版社 1995
[50]预测控制系统及应用．舒迪前 机械工业出版社 1995
[51]计算方法．邓建中，西安交通大学出版社 1995
[52]C语言实用程序与软件工具．郑庆华，西安交通大学出版社1996
[53]数字逻辑 郭斌 电子工业出版社 1995
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