數(shù)控機床在線檢測技術(shù)簡介

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

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

在線檢測也稱實時檢測，是在加工的過程中實時對刀具進行檢測，并依據(jù)檢測的結(jié)果做出相應(yīng)的處理。在線檢測是一種基于計算機自動控制的檢測技術(shù)，其檢測過程由數(shù)控程序來控制。閉環(huán)在線檢測的優(yōu)點是：能夠保證數(shù)控機床精度，擴大數(shù)控機床功能，改善數(shù)控機床性能，提高數(shù)控機床效率。

一、數(shù)控機床在線檢測系統(tǒng)的組成

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

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

(1)機床本體

機床本體是實現(xiàn)加工、檢測的基礎(chǔ)，其工作部件是實現(xiàn)所需基本運動的部件，它的傳動部件的精度直接影響著加工、檢測的精度。

(2)數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控機床一般都采用CNC數(shù)控系統(tǒng)，其主要特點是輸入存儲、數(shù)控加工、插補運算以及機床各種控制功能都通過程序來實現(xiàn)。計算機與其他裝置之間可通過接口設(shè)備聯(lián)接，當(dāng)控制對象或功能改變時，只需改變軟件和接口。CNC系統(tǒng)一般由中央處理存儲器和輸入輸出接口組成，中央處理器又由存儲器、運算器、控制器和總線組成。

(3)伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分，用以實現(xiàn)數(shù)控機床的進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)的性能是決定機床加工精度、測量精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率的主要因素。

(4)測量系統(tǒng)

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

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

本書可供從事冶金自動化技術(shù)的科研、設(shè)計、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。

本項目將激光與光電技術(shù)、數(shù)字圖像處理和模式識別技術(shù)相結(jié)合，研究運行狀態(tài)下鐵路車輛輪對故障的在線檢測技術(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)的在線動態(tài)檢測新方法和關(guān)鍵技術(shù)的研究。通過設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)的激光結(jié)構(gòu)光，在踏面輪緣表面形成激光圖像，獲取輪對輪廓與踏面的三維信息；通過分析不同類型關(guān)鍵參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī)律，提出同時檢測輪對綜合參數(shù)的非接觸光電檢測新方法。通過解決在線動態(tài)條件下軌道振動、輪對擺動、環(huán)境光干擾、快速實時光信息圖像的獲取與處理等問題，研究圖像處理與模式識別算法，最終得到5-80km/h速度下，輪對綜合參數(shù)在線動態(tài)檢測的高精度定量理論模型，突破輪對磨耗和踏面缺陷的在線檢測關(guān)鍵技術(shù)，并用于現(xiàn)場條件下的在線試驗研究。該項目的研究對于提高我國機車車輛輪對參數(shù)的在線檢測技術(shù)，保障運行安全，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、型材等連軋機組、20輥軋機、中厚板計算機控制系統(tǒng)、中厚板機組板形控制成套技術(shù)、鋼鐵企業(yè)三級（MES）計算機管理系統(tǒng)、鋼板表面質(zhì)量在線檢測成套技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)與研究。2100433B