基於分時GPS測量的數控工具機精度檢測研究

《基於分時GPS測量的數控工具機精度檢測研究》是依託西安交通大學，由郭俊傑擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於分時GPS測量的數控工具機精度檢測研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：郭俊傑
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

本項目提出一種基於GPS原理，採用雷射跟蹤儀多站分時測量實現數控工具機幾何誤差快速、高精度檢測的新方法。其原理是控制工具機按照設定的路徑空間進給，用一台雷射跟蹤儀先後在不同的基站位置對工具機相同的運動軌跡進行測量，基於GPS原理，確定基站的相對空間位置與各測量點的空間坐標，然後辨識出工具機的各項幾何誤差，最後進行誤差補償，從而提高工具機的加工精度。同時測量過程中，通過一套雷射貓眼轉角隨動控制與高速數據採集系統，對工具機運動的位置坐標與雷射跟蹤儀的測量參數實時採集，實現高速大容量數據的獲取，進一步提高工具機誤差的測量效率與精度。主要研究多站分時測量算法、測量不確定評價、誤差分離與補償、快速測量問題,在此基礎上，開發一套完整的數控工具機幾何精度測量，誤差分離與補償軟體包。該方法將為工具機精度檢測開拓新的途徑，有望實現數控工具機的快速、高精度檢測，為提高工具機精度奠定堅實的基礎。

結題摘要

精度與精度保持性是數控工具機的重要性能指標，也是國產數控工具機的主要薄弱環節。通過現代信息化技術，對系統誤差進行補償，是一種經濟有效地提高工具機加工精度的方法，並正在進行推廣。而如何快速、準確地獲得工具機各項誤差，是實現上述任務的重要前提。該項目提出一種採用雷射跟蹤多站分時測量數控工具機精度的新方法。通過一台雷射跟蹤儀先後在不同基站位置對工具機運動部件相同運動軌跡進行測量，利用大量點雲數據，實現各基站、測量點空間坐標的確定。在此基礎上，對工具機各單項幾何誤差進行辨識，最後進行工具機誤差補償，從而提高工具機加工精度。圍繞這種新方法，本文主要研究多站分時測量算法、測量不確定評價、誤差分離與補償、快速測量等問題，並通過仿真分析與實驗對理論研究的正確性進行了充分的驗證。實驗結果表明：一台雷射跟蹤儀採用多站分時測量原理在4小時內完成對一台軸數控銑床的精度檢測，並分離出了銑床的各單項誤差。該方法具有快速、精度高等優點，適合對中高檔數控工具機進行精度檢測。