专利名称：一种基于vb程序对机床几何误差进行补偿的方法
技术领域：
本发明涉及一种对机床几何误差进行补偿的方法，具体的说是基于VB程序对机床几何误差进行补偿的方法。
背景技术：
超精密加工技术作为高技术领域中的基础技术是尖端技术产品开发中不可缺少的关键手段。同时，它又推动着半导体技术、光电技术、材料科学及测量技术等相关领域的发展。因此，超精密加工技术是一个国家科学技术发展的重要支撑技术，也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。随着科学技术的飞速发展，航天、航空、光学、电子、机械、生物、通信等领域，迫切需求微位移技术。在航空航天，卫星照相机反射镜的跟踪调整，天线的调整。机械制造中超精密切削装置、误差补偿器等。光纤通信中光纤对接、光通讯聚焦技术等。微位移技术随着电子技术、宇航、生物工程、物理、超精密加工等学科的发展而迅速发展起来。而上述补偿系统和装置价格高昂，操作繁琐。
发明内容
本发明之目的是弥补上述不足，公开一种操作简单的基于VB程序对机床几何误差进行补偿的方法。本发明的设计方案是这样的首先测量机床导轨几何误差并把这些误差存入所编写的补偿系统软件中，利用光栅尺测量刀具实际进给的尺寸，把得到的位移信号输入计算机，在计算机上编写一套程序，这个程序用来接收光栅尺测量得到的位移信号，通过计算机对位移信号和已存入计算机的原先已测量出的机床误差数据进行同步，计算机发出相应的信号通过D/A转换器传递给电致伸缩陶瓷驱动电源，使电致伸缩陶瓷驱动电源差生0到 300伏的直流电压，不同的电压使刀具有线性的不同微小的移动，这些微小的实际位移又被光栅尺测的，光栅尺再把位移数据输入电脑从而实现发送数据到控制刀具进给到测的刀具实际进给到发送数据如此的一个循环过程，达到即使对误差进行补偿的目的，最终达到提高加工精度的要求。
图1为本发明的刀具安装原理图；图2为本发明的补偿系统搭建结构图。
具体实施例方式以下结合附图实例对本发明做进一步详细描述。1.计算机控制系统采用计算机实现对电致伸缩陶瓷驱动器的控制，计算机除了负责通过串口向压电致伸缩瓷驱动电源发出位移指令外，还负责接收电容传感器测量到的微进给刀具的输出位移。2.电致伸缩陶瓷驱动电源根据计算机的输出控制信号，输出一定的控制电压信号，驱动电致伸缩陶瓷驱动器产生相应的位移变化量。3.电致伸缩陶瓷驱动器采用型电致伸缩陶瓷微位移器，通过驱动电源电压的调整实现微位移器的伸缩，从而达到微量进给的作用。4.电感测微仪用于测量微进给刀具的实际输出位移，其基本参数为量程2mm、 分辨率0. 1 μ m、工作温度范围-20 80°C。5. A/D、D/A转换卡其作用是将电容传感器测量出的微进给工作台的位移变化量 (表现为电压)转换为数字信号并传给计算机进行数据处理。其中，电致伸缩驱动电源是提高微进给装置频率响应的关键部分，对其性能满足1)可控性输入0-5V的控制信号，对应0-300V或其它范围电压。2)分辨率要高例如0-300V对应0-30，则V/ μ m为10，实现稳定的0. 1 μ m,则必
须提供稳定的高于0. IV的分辨率。3)稳定性不因热和时间的因素而在同样输入的情况下，输出变化范围超出士75mV稳定性应受多方面的影响，如电源设计，器件的热稳定性及相关质量，电网电压变化，负荷变化等因素，所以除了在电路设计上采用反馈回路，高性能器件外，应将更多的精力放在计算机控制方面，由计算机控制输入量的变化而达到电源的稳定，所以驱动电源应有与微机的接口。4)响应速度根据使用场合不同，要求也不同。提高频率响应速度，相应的使用范围也扩大。所以频率响应速度越大越好。5)纹波可导致陶瓷伸缩波动，波动量的大小取决于纹波的大小。理论上纹波越小越好，实际上只要小于75mV即可。
权利要求
1.一种基于VB程序对机床几何误差进行补偿的方法，其特征是以机床导轨误差理论为基础，采用20mm埋入式电涡流位移传感器、USB2828采集卡、DYff-3型压电陶瓷微位移器驱动电源、VB程序设计了一种机床导轨误差补偿方法。该系统通过位移传感器把被测量 (机床导轨误差)转化成电信号，用USB^^数据采集卡的AD功能把传感器输出的电信号转化成数字信号，按传感器的灵敏度及驱动电源的灵敏度计算出补偿误差所需的电压值， 再用采集卡的DA功能输出电信号给驱动电源。不同时刻驱动电源的输入信号随采集卡的输出电压信号的改变而改变，从而驱动电源的输出电压也随之改变，驱动电源的输出电压控制微位移器的位移(即刀尖的位移)变化，实现导轨误差的补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是压电陶瓷微位移器件是一种新型的微位移驱动器件，它利用陶瓷材料在外加可控电场作用下产生的形变输出微位移，避免了机械结构中的摩擦、间隙，理论上具有无限的分辨率。
全文摘要
一种基于VB程序对机床几何误差进行补偿的方法。技术支撑要点是解决普通机床几何误差带来的零件加工精度过低的问题。该补偿系统由计算机软件系统、程序控制系统、电源驱动系统、进给系统、绝缘系统、连接件、连接线路等部件组成。此补偿系统是与软件相结合的，此软件实现对电致伸缩陶瓷位移量的控制，使其能够实现其输出位移范围内的任意位移量的进给；对微进给刀具的实际输出位移进行测量，以便及时了解微进给系统的工作状况。
文档编号G05B19/404GK102455682SQ20101052755
公开日2012年5月16日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者张文龙 申请人:张文龙