数控机床在线检测技术

本文对数控加工在线检测系统的组成、工作原理、编程方式及仿真等方面进行了简要介绍。
文章中的许多内容都是些概要性的解释，对大家了解该领域的技术内容很有帮助。
    数控机床是现代高科技发展的产物，每当一批零件开始加工时，有大量的检测需要完
成，包括夹具和零件的装卡、找正、零件编程原点的测定、首件零件的检测、工序间检测及加
工完毕检测等。目前完成这些检测工作的主要手段有手工检测、离线检测和在线检测。在线
检测也称实时检测，是在加工的过程中实时对刀具进行检测，并依据检测的结果做出相应
的处理。在线检测是一种基于计算机自动控制的检测技术，其检测过程由数控程序来控制。
闭环在线检测的优点是：能够保证数控机床精度，扩大数控机床功能，改善数控机床性能，
提高数控机床效率。
    1、数控机床在线检测系统的组成
    数控机床在线检测系统分为两种，一种为直接调用基本宏程序，而不用计算机辅助；
另一种则要自己开发宏程序库，借助于计算机辅助编程系统，随时生成检测程序，然后传
输到数控系统中，系统结构如图 1 所示。

图 1 计算机辅助在线检测系统组成

    数控机床的在线检测系统由软件和硬件组成。硬件部分通常由以下几部分组成：
    (1) 机床本体
    机床本体是实现加工、检测的基础，其工作部件是实现所需基本运动的部件，它的传动
部件的精度直接影响着加工、检测的精度。
    (2) 数控系统
    目前数控机床一般都采用 CNC 数控系统，其主要特点是输入存储、数控加工、插补运算
以及机床各种控制功能都通过程序来实现。计算机与其他装置之间可通过接口设备联接，
当控制对象或功能改变时，只需改变软件和接口。CNC 系统一般由中央处理存储器和输入
输出接口组成，中央处理器又由存储器、运算器、控制器和总线组成。
    (3) 伺服系统
    伺服系统是数控机床的重要组成部分，用以实现数控机床的进给位置伺服控制和主轴
转速(或位置)伺服控制。伺服系统的性能是决定机床加工精度、测量精度、表面质量和生产效
率的主要因素。
    (4) 测量系统
    测量系统有接触触发式测头、信号传输系统和数据采集系统组成，是数控机床在线检测
系统的关键部分，直接影响着在线检测的精度。其中关键部件为测头，使用测头可在加工