[01065440]数控机床运动精度动态测试技术及装置研究

在国家“八五”、“九五”期间，为了解决数控装置及系统质量控制任务，西华大学数控研究所先后承担了国家“八五”攻关课题-“数控测试技术及装置研究”和“九五”攻关课题-“数控系统运行状态综合测试技术及装置的研究开发”，研制出的仪器也成功地应用于实践生产中，并取得了较好的经济社会价值。技术和产品总是一个不断创新的过程，1999年11月西华大学数控研究所又承担了四川省科技厅的重点科技攻关项目-“数控机床运动精度动态测试技术及装置研究”。研制出来的测试装置在速率范围、精度、通用性、稳定性及系统集成度等方面都有了进一步的提高。根据技术的飞跃发展，课题组把前期研究成果纳入企业信息系统的全局中去考虑，研究基于CORBA的分布式控制系统，而把数控机床的检测作为这种分布式控制系统的底层即现场设备之一来考虑。由于CAN总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，是实施企业现场分布式控制系统的有效解决方案，因此课题组致力于在前期的研究成果的基础上，实现数控系统网络化测控功能，即底层测控设备具有CAN总线功能，并通过基于CORBA的网关与以太网共享信息，实现其远程测控功能，用户可直接在WEB网页上浏览到机床的运行状态，最后完成产品化研究，开发了具有CAN总线接口的现场总线远程测试仪及相关软件，测试仪具有以下特点和功能：(1)测试仪具有CAN现场总线接口。(2)测试仪配置有分布式远程测控软件，可完成多节点测控，测试数据可实现远程传送。(3)测试仪单脉冲、定位精度和重复定位精度的定量测试。(4)测试仪螺距补偿，刀具半径补偿及反向间隙补偿的定量测试。(5)测试仪直线插补，圆插补精度定量测试。(6)测试仪编程运动轨迹动态精度测试。(7)测试仪测试数据可远程传送与Internet相联。该测试仪对数控系统的测试可以对购买数控系统的生产厂家提供可靠的参考。该测试仪也是将计算机技术与现场总线技术应用于工业测试领域的成功研发。该测试仪综合了前期开发的经验，实现了测试仪的独立化、小型化、网络化，并使用简洁、方便，该测试仪成本较低。就以上分析，认为该现场测试仪如能推广到多机使用，具有较高的经济价值及广阔的市场前景，对于提高中国机床加工精度也很有帮助，对于普及高精度的数控装置也大有裨益。随着人们对数控系统精度要求的提高，近几年来国内外机床测试仪器得到蓬勃发展。有关资料显示，国内外各种数控系统生产厂家尽管引入设备的自诊断功能，具有自己的测试装置用于检测(CNC)各项性能指标，但缺乏统一的检测手段来评估各种数控系统。国内、国际上对数控机床性能和精度进行检验的强有力工具是激光干涉仪、球杆仪、三坐标测量机等。例如，雷尼绍公司的ML10激光干涉仪就是一种精度高、测量范围大、测量速度快、分辨率高、方便携带的机床鉴定工具。但它的最大缺点是对测量环境的震动干扰非常敏感、一般测量需在笨重而昂贵的防震台上进行。同样雷尼绍公司的QClO球杆仪是一种快速、方便、经济的检测数控机床两轴联动性能的仪器。但是要配合专用球杆仪的软件测定机床的插补和定位性能，获得一份有关问题的清单以据此进行检修，测试的范围有限。在国家“八五”、“九五”期间，为了解决数控装置及系统质量控制任务。西华大学数控研究所于1992年承担了“八五”攻关课题"数控测试技术及装置研究"。该课题已于1994年完成，并于1996年顺利通过国家机械部的验收鉴定。该装置可检查数控系统开关信号及使用动态或静态图形显示编程轨迹，对数控系统的G、M、T、S、F等多功能进行定量检查，其技术已经初步具有测试各种测试系统的思想，但该装置专用性强。为此，在前期攻关课题的基础之上，又研究开发了“CNC系统运行状态综合测试仪”。该测试仪可对多系统进行测试。为了适应现代企业网络化管理模式的要求和发展，课题组针对数控机床的加工、检测，研制、开发了基于CAN现场总线、以及CORBA网关的网络化加工管理系统，测试数据和图形可通过CORBA网关与Intranet或Internet相连，用户可以直接在WEB网页上浏览到相应机床的运行状态。该测试仪对数控系统的测试可以对购买数控系统的生产厂家提供可靠的参考。该测试仪也是将计算机技术与现场总线技术应用于工业测试领域的成功研发。该测试仪综合了前期开发的经验，实现了测试仪的独立化、小型化、网络化，并使用简洁、方便，该测试仪成本较低。就以上分析，认为该现场测试仪如能推广到多机使用，具有较高的经济价值及广阔的市场前景，对于提高中国机床加工精度也很有帮助，对于普及高精度的数控装置也大有裨益。