面向数控装备的几何参数在线精密检测技术研究

成果基本信息
关键词：	几何量参数;在线检测;数控机床;DMIS语言;不确定度
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	粤科成登1字20170173	资源采集日期：	2017-09-25

研究情况
单位名称：	广东省计量科学研究院	技术水平：
评价证书号：	仪学鉴字[2016]第003号	评价单位：	中国仪器仪表学会
评价日期：	2016.03.03	评价证书号：	仪学鉴字[2016]第003号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
1、任务来源　　本项目源于质检总局公益科研专项“几何量参数在线精密检测技术研究”201110043。　　2、应用领域和技术原理　　制造过程直接决定产品的几何参量，包括宏观尺寸、形位公差与微观表面质量。检测是制造过程中之必要过程，但需要占用了整体制造过程的时间，如何提高检测效率、缩短检测时间也越来越成为关注的焦点。本项目，针对数控机床的加工过程，研发了检测系统，实现几何参数的在线精密检测。项目深入研究探索了数控机床的在线检测的运作机制，根据G31指令代码瞬时数据锁存功能，新研发磁力回位触发式探头和接触探测系统。接触探测系统与数控机床的主轴安装孔连接，测量软件具备测量普通型体的几何尺寸以及直线度、平面度、圆度等形位公差功能。该项目研究过程中，深入探索测头误差补偿、机床定位等综合误差补偿技术，已对广大的客户进行了服务，实施补偿的加工中心定位精度提高明显。研究数控机床的通用数控G代码，编写了可以调用的各类宏指令，实现了点、直线、平面、圆、球的几何元素、形状误差及其相互关系的测量。分析了通用DMIS测量语句与G代码的差异，开发了数据转换程序，实现了通用DMIS通用测量平台与数控系统的对接，可以在机床实现负责CAD模型的数据导入和测量。运用激光位移传感器对机床的动态刀具尺寸、运动状态及磨损进行监控。　　3、主要技术性能指标　　（1）经中国计量科学研究院测试，采用直径为25mm的标准球，在大半球上探测并记录25个点，获得探测误差1.6μm，重复性0.4μm；在线检测系统平面度测量误差1.4μm，垂直度测量误差2.1μm；长度尺寸测量误差-1.4μm～2.2μm；直径测量误差-0.6μm。　　（2）采用本在线检测系统测量直径为110mm环规，测量的扩展不确定度：U=5.0 m(k=2) 　　4、与国内外同类技术比较　　国外的瑞士、英国有类似产品。国内大学等研究机构在几何量参数在线检测方面的理论研究方面取得了相当的成就，但未开发出成熟的产品，也没有针对数控机床开发出合适的形状位置公差测量系统。选用的关键部件如接触测头大多是采用国外雷尼绍公司的产品。国内目前实际在线检测系统的功能无法完成三维尺寸CAD数模比对。　　5、成果的创造性　　（1）本项目已开发出采用无线永久磁力复位的独特接触式探头，探测定位重复性不大于0.001 mm，系统具备测量普通型体的几何尺寸以及直线度、平面度、圆度等形位公差功能。　　（2）开发了DMIS测量程序转换成数控机床G的软件，完成通用测量平台与数控机床的数据对接。在数控机床上实时实现了加工零件与其设计图纸的数据比对。　　6、作用意义　　当前我国大力提倡通过创新改善产业结构，加快产业升级。广东省也明确提出重点发展现代服务业和先进制造业。本课题着重研究数控加工中心在线精密检测技术，将在线检测技术与数控技术相结合，保证加工的连续性。本项目开发具有自主知识产权的在线检测系统，并在现有的数控机床上推广安装使用，符合国家产业政策，社会效益好。同时依托项目所开展的数控机床定位误差补偿业务，服务了客户，也创造良好的直接经济效益。

成果名称：	面向数控装备的几何参数在线精密检测技术研究	关键词：	几何量参数;在线检测;数控机床;DMIS语言;不确定度
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	制造业信息化	三级分类名称：	信息技术
研究起止时间：	2011.01 至2014.12	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	广东省计量科学研究院	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	201110043
经费实际投入额（万元）：	205.00	评价单位：	中国仪器仪表学会
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2016.03.03	转让范围：
评价证书号：	仪学鉴字[2016]第003号	推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	粤科成登1字20170173
成果简介：	1、任务来源　　本项目源于质检总局公益科研专项“几何量参数在线精密检测技术研究”201110043。　　2、应用领域和技术原理　　制造过程直接决定产品的几何参量，包括宏观尺寸、形位公差与微观表面质量。检测是制造过程中之必要过程，但需要占用了整体制造过程的时间，如何提高检测效率、缩短检测时间也越来越成为关注的焦点。本项目，针对数控机床的加工过程，研发了检测系统，实现几何参数的在线精密检测。项目深入研究探索了数控机床的在线检测的运作机制，根据G31指令代码瞬时数据锁存功能，新研发磁力回位触发式探头和接触探测系统。接触探测系统与数控机床的主轴安装孔连接，测量软件具备测量普通型体的几何尺寸以及直线度、平面度、圆度等形位公差功能。该项目研究过程中，深入探索测头误差补偿、机床定位等综合误差补偿技术，已对广大的客户进行了服务，实施补偿的加工中心定位精度提高明显。研究数控机床的通用数控G代码，编写了可以调用的各类宏指令，实现了点、直线、平面、圆、球的几何元素、形状误差及其相互关系的测量。分析了通用DMIS测量语句与G代码的差异，开发了数据转换程序，实现了通用DMIS通用测量平台与数控系统的对接，可以在机床实现负责CAD模型的数据导入和测量。运用激光位移传感器对机床的动态刀具尺寸、运动状态及磨损进行监控。　　3、主要技术性能指标　　（1）经中国计量科学研究院测试，采用直径为25mm的标准球，在大半球上探测并记录25个点，获得探测误差1.6μm，重复性0.4μm；在线检测系统平面度测量误差1.4μm，垂直度测量误差2.1μm；长度尺寸测量误差-1.4μm～2.2μm；直径测量误差-0.6μm。　　（2）采用本在线检测系统测量直径为110mm环规，测量的扩展不确定度：U=5.0 m(k=2) 　　4、与国内外同类技术比较　　国外的瑞士、英国有类似产品。国内大学等研究机构在几何量参数在线检测方面的理论研究方面取得了相当的成就，但未开发出成熟的产品，也没有针对数控机床开发出合适的形状位置公差测量系统。选用的关键部件如接触测头大多是采用国外雷尼绍公司的产品。国内目前实际在线检测系统的功能无法完成三维尺寸CAD数模比对。　　5、成果的创造性　　（1）本项目已开发出采用无线永久磁力复位的独特接触式探头，探测定位重复性不大于0.001 mm，系统具备测量普通型体的几何尺寸以及直线度、平面度、圆度等形位公差功能。　　（2）开发了DMIS测量程序转换成数控机床G的软件，完成通用测量平台与数控机床的数据对接。在数控机床上实时实现了加工零件与其设计图纸的数据比对。　　6、作用意义　　当前我国大力提倡通过创新改善产业结构，加快产业升级。广东省也明确提出重点发展现代服务业和先进制造业。本课题着重研究数控加工中心在线精密检测技术，将在线检测技术与数控技术相结合，保证加工的连续性。本项目开发具有自主知识产权的在线检测系统，并在现有的数控机床上推广安装使用，符合国家产业政策，社会效益好。同时依托项目所开展的数控机床定位误差补偿业务，服务了客户，也创造良好的直接经济效益。
联系人：	黄振宇	成果登记日期：	2017-06-14
联系人email：	ky@scm.com.cn	单位代码：	94400700
邮政编码222：	510405	联系人电话：	020-26297217
单位传真：	020-86590743	单位通讯地址：	广东省广州市广园中路松柏东街30号
单位所在省市：		单位电话：	020-86594172;86570145
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2017	知识产权形式：
成果完成人：	张勇;陈伟琪;黄敏晗;张玉珍;梁平;张欣宇;鲁力维;张嘉淇	资源采集日期：	2017-09-25

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