杜柳青，余永維，袁冬梅

(重慶理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400054)

基于OPC數(shù)據(jù)的數(shù)控機(jī)床精度狀態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)方法*

杜柳青，余永維，袁冬梅

(重慶理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400054)

為實(shí)現(xiàn)主動(dòng)預(yù)防或主動(dòng)維修，保證加工質(zhì)量，提出一種基于OPC和圓運(yùn)動(dòng)信息的數(shù)控機(jī)床誤差實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)方法。建立基于圓信息的機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差分析模型，提出用實(shí)時(shí)圓信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床精度狀態(tài)測(cè)評(píng)的方法；采用ePS等高端OEM電子檢測(cè)服務(wù)平臺(tái)思想，設(shè)計(jì)基于OPC的誤差變量實(shí)時(shí)采集策略，以獲得穩(wěn)定實(shí)時(shí)圓信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床精度狀態(tài)的準(zhǔn)確測(cè)評(píng)。實(shí)驗(yàn)表明，該方法能實(shí)時(shí)提取圓運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確分析直線(xiàn)度、垂直度等數(shù)控機(jī)床精度，效果好，適用性強(qiáng)。

機(jī)床精度；OPC； 圓信息；誤差模型；運(yùn)動(dòng)誤差

0 引言

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息是制造過(guò)程最基本、最主要的信息。在影響機(jī)床加工精度的因素中，起支配作用的是運(yùn)動(dòng)精度，如果機(jī)床存在運(yùn)動(dòng)誤差，復(fù)映到加工形狀上，導(dǎo)致加工誤差增大。對(duì)數(shù)控機(jī)床實(shí)時(shí)精度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集以供精度測(cè)評(píng)，能做到主動(dòng)預(yù)防或維修，保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和企業(yè)效益。

采用專(zhuān)門(mén)儀器對(duì)數(shù)控機(jī)床精度進(jìn)行檢測(cè)是保證機(jī)床加工質(zhì)量的重要手段。對(duì)數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)的主要工具是球桿儀、激光干涉儀等測(cè)試儀器，價(jià)格昂貴且停機(jī)檢驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)，操作上需要熟練技術(shù)人員，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和省工省力。而機(jī)床使用企業(yè)尤其中小企業(yè)普遍對(duì)檢測(cè)設(shè)備購(gòu)置成本和停機(jī)損失敏感，如何在不影響正常生產(chǎn)的情況下獲得有效的機(jī)床精度保證或狀態(tài)預(yù)警，尋找替代技術(shù)和方法，是機(jī)床使用企業(yè)亟需解決的一個(gè)重要課題[1]。

對(duì)于數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)采集，通常采取外置轉(zhuǎn)矩、加速度、位移、切削力等傳感器獲取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)[2]，但其成本高、安裝不便、需要較高數(shù)據(jù)傳輸帶寬等局限性使得對(duì)機(jī)床信息的實(shí)時(shí)采集較難。文獻(xiàn)[3]通過(guò)OEM軟件包如Fanuc數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)庫(kù)文件，針對(duì)大型數(shù)控機(jī)床提取轉(zhuǎn)矩、位置、瞬時(shí)加速度等內(nèi)置傳感器信息，對(duì)機(jī)床進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)軸C恒速空載測(cè)試分析、直線(xiàn)軸潤(rùn)滑特性測(cè)試、直線(xiàn)軸偏心力誤差特性測(cè)試，其數(shù)據(jù)獲取原理簡(jiǎn)單，信噪比高；文獻(xiàn)[4]采用Siemens ePS高端電子監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行了機(jī)床恒速軸測(cè)試、圓度測(cè)試等機(jī)床特性測(cè)試和分析。文獻(xiàn)[2，4]的研究均能有效反映機(jī)床的實(shí)際狀態(tài)，但一般企業(yè)難以承受OEM軟件購(gòu)置費(fèi)用及其在線(xiàn)持續(xù)使用費(fèi)用。文獻(xiàn)[5-6]通過(guò)對(duì)主軸箱體、導(dǎo)軌滾動(dòng)塊、直線(xiàn)坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)等裝置加裝傳感器采集數(shù)控機(jī)床力、振動(dòng)、溫度和噪聲信號(hào)，有效建立了機(jī)床的信息模型。文獻(xiàn)[7]設(shè)計(jì)的嵌入式Linux數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程監(jiān)控可采集機(jī)床PLC發(fā)出的報(bào)警信息。文獻(xiàn)[8]通過(guò)DNC控制方式，并加裝底座、鋼板、激振器等采集了機(jī)床的一些故障信息。文獻(xiàn)[7-8]由于需對(duì)機(jī)床進(jìn)行拆裝并改變機(jī)床部分結(jié)構(gòu)，實(shí)用度不高且會(huì)影響機(jī)床現(xiàn)有結(jié)構(gòu)精度，或者只能采集來(lái)自PLC的邏輯信息，具有一定的局限性。

數(shù)控機(jī)床自身的檢測(cè)功能形成閉環(huán)反饋系統(tǒng)，即對(duì)機(jī)床內(nèi)部狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集有可能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。本文研究了數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差測(cè)試原理，針對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，采用ePS等高端OEM軟件包思想，提出了不影響機(jī)床原有運(yùn)行的情況下，深入進(jìn)給系統(tǒng)軟硬件的底層，基于OPC的機(jī)床精度信息采集策略。數(shù)據(jù)提取方法簡(jiǎn)單可靠，提供了省時(shí)省力地對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控，為普通制造企業(yè)對(duì)機(jī)床提供精度判斷依據(jù)的快捷方法。

1 數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差分析方法

1.1 運(yùn)動(dòng)誤差的矢量表示方法

機(jī)床誤差以誤差矢量表示。以立式加工中心為例，安裝于工作臺(tái)上的工件某點(diǎn)為PW(XW,YW,ZW)，主軸刀基點(diǎn)為PT(XT,YT,ZT)。用O表示機(jī)械原點(diǎn)，用A、B、C表示沿X、Y、,Z軸進(jìn)給的移動(dòng)件與進(jìn)給絲杠接觸的中間點(diǎn)。以PW為原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系，主軸刀基點(diǎn)PT的指令位置可用(X,Y,Z)表示，而實(shí)際的位置為(X′,Y′,Z′)。則用C=(Cx,Cy,Cz)定義指令位置(X,Y,Z)的誤差矢量，其中Cx=X′-X，Cy=Y′-Y，Cz=Z′-Z。

設(shè)X、Y、,Z為進(jìn)給方向；x、y、z為平移誤差的方向；a、b、c為繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)。而各軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的平移誤差矢量由矢量Ei=(exi,eyi,ezi)，i=X,Y,Z表示；各軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的回轉(zhuǎn)誤差由矢量Ri=(ai,bi,ci)，i=X,Y,Z表示，則誤差矢量可表示為

C=-EX-EY+EZ-RX×APG-RY×BPG+RZ×CPZ

(1)

這里APG、BPG、CPZ是位置矢量，如APG是從點(diǎn)A到工件上點(diǎn)PG的位置矢量。

1.2 基于圓運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)誤差分析模型

在具有與圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控機(jī)床上，圓弧插補(bǔ)中的運(yùn)動(dòng)誤差可通過(guò)測(cè)量主軸前端(或刀具前端)至工作臺(tái)上的圓弧中心的距離變動(dòng)來(lái)檢測(cè)。利用該運(yùn)動(dòng)誤差軌跡不僅能評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)精度，而且通過(guò)對(duì)該運(yùn)動(dòng)軌跡的解析能夠診斷運(yùn)動(dòng)誤差產(chǎn)生的原因。

在以PW(XW,YW,ZW)為原點(diǎn)的工件坐標(biāo)系，編制數(shù)控程序，使刀基點(diǎn)PT(XT,YT,ZT)以PW(XW,YW,ZW)為圓心，R為半徑做圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勾股定理，有

R2=(XT-XW)2+(YT-YW)2+(ZT-ZW)2

(2)

[(XT+CxT)-(XW+CxW)]2+[(YT+CyT)-

(YW+CyW)]2+[(ZT+CzT)-(ZW+CzW)]2

(3)

ΔR為由于誤差產(chǎn)生的半徑誤差。將式(3)代入式(2)，忽略小值誤差自乘項(xiàng)，可得

(ZT-ZW)(CzT-CzW)]

(4)

式(4)為DBB機(jī)床精度測(cè)量法的基本表達(dá)式[9]，對(duì)于診斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)誤差準(zhǔn)確可靠。DBB法可以在球體的任意截面上進(jìn)行，即在三軸聯(lián)動(dòng)加工中心上進(jìn)行?？紤]多種誤差并存和操作可行性，可以固定機(jī)床的一個(gè)軸后在平面上進(jìn)行圓周測(cè)量，使用式(4)三項(xiàng)中的兩項(xiàng)組合構(gòu)成公式進(jìn)行計(jì)算，然后將三個(gè)正交平面測(cè)量結(jié)果組合起來(lái)進(jìn)行空間運(yùn)動(dòng)精度評(píng)價(jià)。

1.3 精度狀態(tài)分析

數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差來(lái)源包括直線(xiàn)度誤差、垂直度誤差、反向間隙、反向躍沖等。以直線(xiàn)度誤差為例，直線(xiàn)度誤差是由于導(dǎo)軌加工時(shí)產(chǎn)生的，在裝配和安裝時(shí)也會(huì)產(chǎn)生。如果結(jié)構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力消除不充分，機(jī)床使用過(guò)程出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形，也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌直線(xiàn)度誤差。設(shè)X軸在Z軸方向存在二階直線(xiàn)度誤差，X軸存在一向Z軸a角度的偏移，則在+Z方向hmm位置處會(huì)產(chǎn)生平移誤差EX=(0,0,aX2)和回轉(zhuǎn)誤差bX=-2a·(-X)，則誤差矢量

C=(-2ahX,0,-aX2)

將誤差矢量C代入式(4)，則得直線(xiàn)度誤差

ΔR=-2ahRcos2θ-aR2sinθcos2θ

(5)

同理，可得到存在垂直度誤差、反向跳動(dòng)誤差、失步量、伺服不匹配誤差等精度狀態(tài)。據(jù)此，可為機(jī)床使用廠家為機(jī)床精度問(wèn)題探索一條可靠的途徑。

2 基于OPC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集策略

2.1 數(shù)據(jù)交換策略

本文采用ePS等高端OEM平臺(tái)思想，提出基于OPC(OLE for Process Control)技術(shù)獲取數(shù)控機(jī)床的編碼器、光柵尺等機(jī)床本體信息，以期建立其與機(jī)床精度狀態(tài)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。OPC是以Microsoft公司的OLE/COM技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶(hù)/服務(wù)器模型，制定的一種工業(yè)控制領(lǐng)域的開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)，它包括一整套接口、屬性和方法的標(biāo)準(zhǔn)集，用于過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。利用OPC技術(shù)，可以對(duì)數(shù)控機(jī)床及其驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行封裝，形成OPC服務(wù)器。按照OPC定制接口數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)規(guī)范，OPC數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器中包含三種對(duì)象，分別是服務(wù)器對(duì)象(Server)、組對(duì)象(Group)和項(xiàng)對(duì)象(Item)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 OPC數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)一般結(jié)構(gòu)

Server對(duì)象和Group對(duì)象都只是邏輯概念，需要完成與客戶(hù)程序的交互，但不與特定的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生聯(lián)系。Item對(duì)象是服務(wù)器端定義的對(duì)象，客戶(hù)不與其直接交互。OPC服務(wù)器向下對(duì)數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，向上與OPC客戶(hù)應(yīng)用程序通信完成數(shù)據(jù)交換。本文針對(duì)機(jī)床的精度數(shù)據(jù)監(jiān)控在某國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，其數(shù)控系統(tǒng)采用開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)西門(mén)子840D。一般計(jì)算機(jī)均配備RS232接口，而西門(mén)子產(chǎn)品多是MPI或Profibus子網(wǎng)，因此需要進(jìn)行通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換?；贠PC服務(wù)的應(yīng)用程序與NC/PLC數(shù)據(jù)交換模式如圖2。

圖2 OPC與應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交換模式

機(jī)床的精度數(shù)據(jù)采集框架設(shè)計(jì)如圖3所示。OPC服務(wù)器屏蔽了現(xiàn)場(chǎng)層的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，客戶(hù)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員看到的，只是OPC服務(wù)器提供的統(tǒng)一接口，而不必再去關(guān)心現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。只要客戶(hù)應(yīng)用程序符合OPC接口規(guī)范，就可以與OPC服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。客戶(hù)程序用VB實(shí)現(xiàn)對(duì)控制文件的編寫(xiě)和修改，與HMI集成，同時(shí)實(shí)現(xiàn)操作畫(huà)面的嵌入。

圖3 機(jī)床精度OPC數(shù)據(jù)采集框架

2.2 精度模型采集變量的確定

西門(mén)子的數(shù)控實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(NC Realtime Kemal，NCK)中的變量始終按所定義的模式分配地址，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中，數(shù)據(jù)塊分配給NCK不同的區(qū)域。在每個(gè)區(qū)域，變量一般以結(jié)構(gòu)形式存儲(chǔ)，或者以結(jié)構(gòu)的陣列(表)存儲(chǔ)。在存取一個(gè)變量時(shí)，在地址中必須包含以下信息：區(qū)域+區(qū)域號(hào)、模塊、變量名、行號(hào)。實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床誤差數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，需要采集系統(tǒng)參數(shù)內(nèi)反映位置精度的變量。840D系統(tǒng)參數(shù)包含用于生產(chǎn)、安裝、調(diào)試用的機(jī)床數(shù)據(jù)，以及機(jī)床使用過(guò)程中需要設(shè)定的數(shù)據(jù)。變量種類(lèi)繁多，包括軸基本設(shè)定數(shù)據(jù)、方式組數(shù)據(jù)、通道數(shù)據(jù)、主軸驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)、MMC數(shù)據(jù)、NC數(shù)據(jù)、刀具數(shù)據(jù)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)等，分別分布于系統(tǒng)變量A、B、C、H、M、N、T、V區(qū)。其中的狀態(tài)變量如NCK狀態(tài)、方式組、指定通道狀態(tài)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和主軸驅(qū)動(dòng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)會(huì)隨著系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和操作變化。如要讀取通道3第三軸的速度則應(yīng)該這么讀取：/Channel/MachineAxis/actFeedRate[u3,3]，即讀取通道數(shù)據(jù)(C區(qū)數(shù)據(jù))，且讀取通道數(shù)據(jù)下機(jī)床軸狀態(tài)數(shù)據(jù)，且讀取機(jī)床軸狀態(tài)數(shù)據(jù)中通道3的3號(hào)軸進(jìn)給率數(shù)據(jù)[10]。

由式(4)可知，基于圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)精度數(shù)據(jù)采集，需要采集的狀態(tài)量對(duì)應(yīng)的OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)Item的ID，如表1。

表1 狀態(tài)變量Item的ID

為減輕OPC服務(wù)器和OPC應(yīng)用程序的通信負(fù)載，避免不必要的數(shù)據(jù)傳輸，需配置OPC服務(wù)器支持死區(qū)屬性。即當(dāng)數(shù)據(jù)類(lèi)型為模擬量時(shí)，若新采集數(shù)據(jù)值與上一次數(shù)據(jù)值之差的絕對(duì)值，小于預(yù)先設(shè)定的浮動(dòng)值，則OPC服務(wù)器不必更新緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，也不必通知OPC應(yīng)用程序。通過(guò)無(wú)視模擬值的微小變化以減輕OPC服務(wù)器和OPC應(yīng)用程序的通信負(fù)載。此外，在出現(xiàn)無(wú)效數(shù)據(jù)包時(shí)，為防止阻塞通信線(xiàn)路，影響系統(tǒng)整體性能，需要對(duì)數(shù)據(jù)重新讀取次數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)置。OPC服務(wù)器同時(shí)還需處理數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作的優(yōu)先級(jí)問(wèn)題，協(xié)調(diào)好正常的參數(shù)采樣順序和采樣頻率。

3 試驗(yàn)分析

3.1 NC程序與誤差信息獲取

由于高速時(shí)傳動(dòng)誤差測(cè)量可能受到振動(dòng)和彈性變形的影響，照Munro的觀點(diǎn)，噪聲問(wèn)題在輕載時(shí)更突出，空載傳動(dòng)誤差曲線(xiàn)常常是最富有意義的[11-12]。因此，試驗(yàn)條件采用空載、XOY平面、插補(bǔ)半徑R=100mm。根據(jù)基于圓信息的機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差模型分析，編制圓弧插補(bǔ)程序如下：

G54 G90 G17 M05 M19 F500;(建立工件坐標(biāo)系，采用絕對(duì)坐標(biāo)，關(guān)閉并鎖緊主軸，XOY平面，以500mm/min進(jìn)給)

G01 X-100.0 Y3.0 Z0.0;(移到起始點(diǎn))

G01 Y0.0;(切向進(jìn)入)

G03 I100.0 J0.0(360度逆時(shí)針圓弧)

G03 I100.0 J0.0(360度逆時(shí)針圓弧)

G01 Y-3.0(切向切出)

M30(程序結(jié)束)

如圖4所示，程序按照S-S1-S2-S3-S4-S1-E的逆時(shí)針軌跡，使刀基點(diǎn)GT繞工件坐標(biāo)原點(diǎn)GW的圓弧插補(bǔ)做圓弧3mm長(zhǎng)度的切線(xiàn)切入和切出，并連續(xù)運(yùn)行兩軸，有助于采集半徑為100mm圓弧插補(bǔ)位置數(shù)據(jù)時(shí)保證機(jī)床已獲得恒定的速度，并利于減小機(jī)床振動(dòng)趨勢(shì)。

圖4 圓弧插補(bǔ)程序軌跡

數(shù)據(jù)采集界面顯示如圖5。采取多次重復(fù)試驗(yàn)，以獲得數(shù)據(jù)的一致性和穩(wěn)定性。

圖5 程序運(yùn)行界面

采取多次重復(fù)試驗(yàn)，以獲得數(shù)據(jù)的一致性和穩(wěn)定性。提取的數(shù)據(jù)如圖6。

圖6 采集數(shù)據(jù)

3.2 數(shù)據(jù)分析

對(duì)圖6所示數(shù)據(jù)，根據(jù)的基于圓信息的誤差模型，分析該機(jī)床XY平面存在的直線(xiàn)度誤差、垂直度誤差、反向跳動(dòng)誤差、失步量、伺服不匹配誤差等精度狀態(tài)信息，獲得該機(jī)床在XY平面的主要運(yùn)動(dòng)誤差：XY軸間存在82μm/150mm的尺度誤差，X軸存在二階直線(xiàn)度誤差，象限改變時(shí)有臺(tái)階(X軸10μm、Y軸8μm)，象限改變時(shí)有突起(X軸12μm、Y軸6μm)，XY軸的伺服增益失配1.6%。通過(guò)以上分析，能實(shí)時(shí)掌握該機(jī)床的精度狀態(tài)，并采取主動(dòng)措施；如對(duì)該機(jī)床的周期測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，還能充分掌握該機(jī)床的精度變化情況。

4 結(jié)論

(1)本文采用數(shù)控機(jī)床自檢測(cè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集策略，不影響機(jī)床原有運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)構(gòu)精度狀況，對(duì)于后續(xù)精度狀態(tài)溯因提供了穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)，實(shí)用性好。對(duì)于中小企業(yè)對(duì)機(jī)床的使用過(guò)程狀態(tài)監(jiān)控，操作性能強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高。

(2)基于OPC的機(jī)床精度信息采集采用ePS等高端OEM軟件包思想，深入進(jìn)給系統(tǒng)軟硬件的底層，獲取數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，達(dá)到了預(yù)期的效果和設(shè)計(jì)要求。

(3)鑒于圓插補(bǔ)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)床精度性能變化的全面反映，建立了圓運(yùn)動(dòng)軌跡與運(yùn)動(dòng)誤差的關(guān)聯(lián)模型，使得獲取的信息提供了良好的運(yùn)動(dòng)誤差快速溯因依據(jù)。國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度評(píng)估一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，課題下一步將針對(duì)采集數(shù)據(jù)，按照前述機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差模型，以識(shí)別微弱信號(hào)的混沌算法進(jìn)行機(jī)床誤差溯因分析。

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(編輯 趙蓉)

The Real-time Evaluation Method of CNC Machine Tool Precision State Based on OPC Data

DU Liu-qing，YU Yong-wei，YUAN Dong-mei

(College of Mechanical Engineering，Chongqing University of Technology，Chongqing 400054，China)

To realize active prevention or repair and ensure the machining quality, a real-time precision evaluation of the CNC machine tool was proposed based on OPC and circular motion information. The motion error analysis model of NC machine tool was established base on circle information. The analysis method of NC machine tool accuracy state was proposed with the real time circle information date. Referring the ideas ePS and other high-end OEM electronic detection service platform, an error variable real-time acquisition strategy based on OPC was designed to obtain stable real-time data of the circle information and realize evaluation on the movement precision of CNC machine tool. Experiments show that the method can extract circular motion data in real time and analyze accurately the accuracy of CNC machine tools, such as straightness. The performance of this method is good, and its applicability is strong.

machine tool precision; OPC; circular information; error model; motion error

1001-2265(2014)06-0046-05

10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.06.013

2014-01-22

國(guó)家自然科學(xué)基金(51305476)； "高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備"國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)課題 (2012ZX04011-031)

杜柳青(1975—)，女，重慶長(zhǎng)壽人，重慶理工大學(xué)副教授，工學(xué)碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)床精度設(shè)計(jì)，(E-mail)lqdu1@126.com。

TH166;TG65

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