文档介绍：上海交通大学硕士学位论文摘要
数控机床圆轨迹非接触式激光测量精度分析及对策
摘要
随着现代制造业的不断发展,精密和超精密加工技术的重要性日益凸显。数
控机床作为加工的重要装备,也面临了新时代的机遇和挑战。提高数控机床的精
度是提高数控机床产品质量、增强市场竞争力的关键所在。数控机床的误差问题
成为了其发展的关键。测量技术则是改善与补偿机器误差的重要前提。
圆轨迹测量对数控机床测量技术中重要的一个方面。现有的数控机床圆轨迹
测量方法与设备,已经不能完全满足当代精密,高速加工的要求。新的测量技术
的需求比较迫切。随着激光技术的发展,将激光技术与传统圆测法相结合,为数
控机床的圆轨迹测量提出了新思路。本文系统阐述了数控机床的非接触式激光测
量方法,并从以下几个方面进行了具体说明:
(1)介绍新的数控机床测量方法――非接触式激光测量。对现有的数控机床
误差综合测量方法设备进行归纳总结,分析他们的基本实现方式以及优缺点,并
在此基础上介绍非接触式激光测量这一新的测量方法。对其物理结构,测量步骤,
特点和优点进行了详细说明,并介绍了其原理和基本数学模型。
(2)综合误差轨迹辨识方法和原理。在阐明数控机床误差源与圆轨迹之间的
关系的基础上,着重推导了数控机床主要几何误差源的数学模型,并通过计算机
仿真获得轨迹特征图。通过一个简单的圆轨迹图的辨识溯源,探讨了测量结果是
如何反映机床所存在的各个单项误差。
(3)非接触式激光测量测量精度分析。分析讨论了该方法的主要精度影响因
素,并着重探讨了数控机床主轴姿态对该方法的精度的影响。
(4)光路误差和拟合误差。根据非接触式激光测量方法的特点,提出了光路
误差和拟合误差这两个该方法特有的误差因素。对这两个误差项的分析讨论,得
出:光路误差基本不影响非接触式激光测量方法精度;拟合误差随垂直度误差变
化,在垂直度误差较小时候对非接触式激光测量方法精度影响很小,并推导了补
偿公式。
(5)用工程实例,介绍了非接触式激光测量方法进行实施的一般流程。
非接触式激光测量方法测量精确,操作方便,能够广泛应用,尤其在小半径
高进给这一领域具备其他方法不具备的测量能力。是现有圆测法的有力补充和积
I
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极延伸,具有广阔的发展前景。
关键词:圆轨迹,激光,非接触,数控机床精度,误差

II
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The accuracy analysis and solutions of Noncontact laser
measurement for circular test of NC machine tools
ABSTRACT
pany with the development of modern manufacturing industry,
the precise and ultra-precise machining technique has e increasingly
important. As the widely used equipments in the machining process, C
machine tools is facing new challenges and opportunities for the new age.
C machine tools accuracy is the key to improve the quality of
CNC machine products and strengthen the petitiveness in the
world while the error C machine tools is the main obstacle. The
technology of measurement is key technology to reduce pensate the
error C machine products.
The circular test is an essential part of measurement technology C
machine tools. As the existing methods and equipments for circular test can
not meet the request of