數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)

一、數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)系統(tǒng)的組成

數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)系統(tǒng)分為兩種，一種為直接調(diào)用基本宏程序，而不用計(jì)算機(jī)輔助；另一種則要自己開(kāi)發(fā)宏程序庫(kù)，借助于計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)，隨時(shí)生成檢測(cè)程序，然后傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中、

數(shù)控機(jī)床的在線檢測(cè)系統(tǒng)由軟件和硬件組成。硬件部分通常由以下幾部分組成：

(1)機(jī)床本體

機(jī)床本體是實(shí)現(xiàn)加工、檢測(cè)的基礎(chǔ)，其工作部件是實(shí)現(xiàn)所需基本運(yùn)動(dòng)的部件，它的傳動(dòng)部件的精度直接影響著加工、檢測(cè)的精度。

(2)數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床一般都采用CNC數(shù)控系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是輸入存儲(chǔ)、數(shù)控加工、插補(bǔ)運(yùn)算以及機(jī)床各種控制功能都通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)與其他裝置之間可通過(guò)接口設(shè)備聯(lián)接，當(dāng)控制對(duì)象或功能改變時(shí)，只需改變軟件和接口。CNC系統(tǒng)一般由中央處理存儲(chǔ)器和輸入輸出接口組成，中央處理器又由存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器和總線組成。

(3)伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給位置伺服控制和主軸轉(zhuǎn)速(或位置)伺服控制。伺服系統(tǒng)的性能是決定機(jī)床加工精度、測(cè)量精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率的主要因素。

(4)測(cè)量系統(tǒng)

測(cè)量系統(tǒng)有接觸觸發(fā)式測(cè)頭、信號(hào)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，是數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，直接影響著在線檢測(cè)的精度。其中關(guān)鍵部件為測(cè)頭，使用測(cè)頭可在加工過(guò)程中進(jìn)行尺寸測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)修改加工程序，改善加工精度，使得數(shù)控機(jī)床既是加工設(shè)備，又兼具測(cè)量機(jī)的某種功能。2100433B

作為本專題的開(kāi)篇，本文對(duì)數(shù)控加工在線檢測(cè)系統(tǒng)的組成、工作原理、編程方式及仿真等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。文章中的許多內(nèi)容都是些概要性的解釋，對(duì)大家了解該領(lǐng)域的技術(shù)內(nèi)容很有幫助。

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代高科技發(fā)展的產(chǎn)物，每當(dāng)一批零件開(kāi)始加工時(shí)，有大量的檢測(cè)需要完成，包括夾具和零件的裝卡、找正、零件編程原點(diǎn)的測(cè)定、首件零件的檢測(cè)、工序間檢測(cè)及加工完畢檢測(cè)等。完成這些檢測(cè)工作的主要手段有手工檢測(cè)、離線檢測(cè)和在線檢測(cè)。

在線檢測(cè)也稱實(shí)時(shí)檢測(cè)，是在加工的過(guò)程中實(shí)時(shí)對(duì)刀具進(jìn)行檢測(cè)，并依據(jù)檢測(cè)的結(jié)果做出相應(yīng)的處理。在線檢測(cè)是一種基于計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)過(guò)程由數(shù)控程序來(lái)控制。閉環(huán)在線檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是：能夠保證數(shù)控機(jī)床精度，擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床功能，改善數(shù)控機(jī)床性能，提高數(shù)控機(jī)床效率。

本書介紹了金屬表面質(zhì)量在線檢測(cè)技術(shù)，主要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、檢測(cè)算法等，內(nèi)容涵蓋鑄坯表面在線檢測(cè)、中厚板表面在線檢測(cè)系統(tǒng)、熱軋帶鋼表面在線檢測(cè)系統(tǒng)、冷軋帶鋼表面在線檢測(cè)系統(tǒng)等。

本書可供從事冶金自動(dòng)化技術(shù)的科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)人員使用，也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)師生的參考用書。

本項(xiàng)目將激光與光電技術(shù)、數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，研究運(yùn)行狀態(tài)下鐵路車輛輪對(duì)故障的在線檢測(cè)技術(shù)，主要包括磨耗參數(shù)、踏面缺陷、直徑參數(shù)及內(nèi)側(cè)距等關(guān)鍵參數(shù)的在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)新方法和關(guān)鍵技術(shù)的研究。通過(guò)設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的激光結(jié)構(gòu)光，在踏面輪緣表面形成激光圖像，獲取輪對(duì)輪廓與踏面的三維信息；通過(guò)分析不同類型關(guān)鍵參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī)律，提出同時(shí)檢測(cè)輪對(duì)綜合參數(shù)的非接觸光電檢測(cè)新方法。通過(guò)解決在線動(dòng)態(tài)條件下軌道振動(dòng)、輪對(duì)擺動(dòng)、環(huán)境光干擾、快速實(shí)時(shí)光信息圖像的獲取與處理等問(wèn)題，研究圖像處理與模式識(shí)別算法，最終得到5-80km/h速度下，輪對(duì)綜合參數(shù)在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)的高精度定量理論模型，突破輪對(duì)磨耗和踏面缺陷的在線檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)，并用于現(xiàn)場(chǎng)條件下的在線試驗(yàn)研究。該項(xiàng)目的研究對(duì)于提高我國(guó)機(jī)車車輛輪對(duì)參數(shù)的在線檢測(cè)技術(shù)，保障運(yùn)行安全，節(jié)約維修資源，以適應(yīng)快速和高速軌道交通的跨越式發(fā)展具有重要意義和廣泛應(yīng)用前景。

北京科技大學(xué)高效軋制國(guó)家工程研究中心教授，主要從事熱連軋、冷連軋帶鋼、型材等連軋機(jī)組、20輥軋機(jī)、中厚板計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、中厚板機(jī)組板形控制成套技術(shù)、鋼鐵企業(yè)三級(jí)（MES）計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、鋼板表面質(zhì)量在線檢測(cè)成套技術(shù)與設(shè)備的開(kāi)發(fā)與研究。2100433B