为什么可以双频激光干涉仪原理对数控机床的运动精度进行标定

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简介:SJ6000国产激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术,实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术,实现快速(5
简介:SJ6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术,实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术,实现快速(5~1
简介:SJ6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术,实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术,实现快速(5~1
简介:中图仪器激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术,实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术,实现快速(5~10分
简介:中图仪器SJ6000激光干涉仪可对机床、三测机及各种定位装置进行高精度的(位置和几何)精度校正,并可完成按标准测量各项参数,如线形位置精度、重复定位精度、角度、直线度、垂直度、平面度及平行度等。另外,它还具有若干为机床厂商和用户所欢迎的选择
简介:Corning Tropel Flat Master 40平面度仪
Corning Tropel Flat Master 100平面度仪
Corning Tropel Flat Master 200平面度仪
简介:全数字LC60Dx激光线扫描头采用强大的CMOS技术,是LC60D CMM激光扫描头的改进版。LC60Dx的主要改进是精度更高,根据EN ISO 10360-5标准可获得7微米的MPEp值。
属性:单频, 双频, 平面, 三维, 便携式,
简介:QC20-W新型无线球杆仪,采用全新设计开发的直线位移传感器和蓝牙无线技术。一次安装设定即可测量XY、YZ、ZX三个正交平面内的空间精度。具有使用方便和耐用性强的优点。Ballbar20系统软件功能大幅增强,测试和报告的灵活性更强。
属性:单频, 双频, 便携式,
简介:采用稳定可靠的激光波长进行测量,可溯源至国家标准和国际标准。
属性:单频, 便携式,
简介:本装置能方便地对回转轴的不同方向的进行校准,并可精确地校准任意角度。校准过程中实现自动准直和跟踪,并且利用内置校准程序,很容易消除中心偏差和其他偏差。与XL80系统配合使用可达到1.0秒的精度。
简介:XR20-W是雷尼绍技术成熟的RX10回转轴校准装置的全新替代产品,对于大量采用四轴、五轴高端机床的制造业用户来说,无疑为其回转轴的精度检测提供了全新的利器。...
简介:ZLM800微位移测量激光干涉仪――双频激光干涉仪,主要用于微位移部件的测量,角度变化量的监测,移动平台运动情况的检测,及光刻机几何量的测量,数控机床几何量的测量,最多可实现六轴联动。
简介:世界范围内,同类产品中效率最高的干涉仪。
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简介:在德国,耶拿地区以生产蔡司光学产品而闻名。位于该地区的耶拿尔(JENAer)公司生产的ZLM700双频激光干涉仪在同类产品中,由于具有独特的性能优势和简单的操作方法而久负盛名。由本公司代理,德国耶拿尔JENAer公司生产的双频激光干涉仪是真
简介:Leica T-Scan高速手持式扫描仪,经过持续和技术改进和提升,它比以往更小更轻,并成为世界上唯一真正技术成熟的、大尺寸便携式扫描解决方案,具有非常快的数据后期处理速度。
简介:ZLM700双频激光干涉仪主要用于单轴系统的校准和测量,ZLM800干涉仪可从单轴拓展为多轴,广泛应用于高速动态加工工艺中的机械定位和系统控制。它能够完全计算出机械设备的运行轨迹,并通过WINDOWS™软件按用户设定的方法对其进
属性:单频, 三维,
简介:158机床网-美国自动精密工程公司XD激光干涉仪适用于检测数控机床,坐标测量机等设备,一次简单的安装,同时完成5-6个参数的测量,XD激光干涉仪节省近80%的装调和测量时间
极大减少机床的停机时间.
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如何提高数控机床各轴的定位精度和重复定位精度
  导读:对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的,以便及时发现和解决问题,提高零件加工精度,那么如何提高机床各轴的定位精度和重复定位精度呢?
  同一台机床,由于采用的标准不同,所得到的位置精度也不相同,因此在选择数控机床的精度指标时,也要注意它所采用的标准。数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。
  反向偏差
  在数控机床上,由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在,造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差,通常也称反向间隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床,反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度,从而影响产品的加工精度。
  在G01切削运动时,反向偏差会影响插补运动的精度,若偏差过大就会造成“圆不够圆,方不够方”的情形;而在G00快速定位运动中,反向偏差影响机床的定位精度,使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。同时,随着设备投入运行时间的增长,反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加,因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。
  【反向偏差的测定】
  反向偏差的测定方法:在所测量坐标轴的行程内,预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准,再在同一方向给予一定移动指令值,使之移动一段距离,然后再往相反方向移动相同的距离,测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为七次),求出各个位置上的平均值,以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。在测量时一定要先移动一段距离,否则不能得到正确的反向偏差值。
  测量直线运动轴的反向偏差时,测量工具通常采有千分表或百分表,若条件允许,可使用双频激光干涉仪进行测量。当采用千分表或百分表进行测量时,需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长,因为测量时由于悬臂较长,表座易受力移动,造成计数不准,补偿值也就不真实了。若采用编程法实现测量,则能使测量过程变得更便捷更精确。
  例如,在三坐标立式机床上测量X轴的反向偏差,可先将表压住主轴的圆柱表面,然后运行如下程序进行测量:
  N10&G91&G01&X50&F1000;工作台右移
  N20&X-50;工作台左移,消除传动间隙
  N30&G04&X5;暂停以便观察
  N40&Z50;Z轴抬高让开
  N50&X-50:工作台左移
  N60&X50:工作台右移复位
  N70&Z-50:Z轴复位
  N80&G04&X5:暂停以便观察
  N90&M99;
  需要注意的是,在工作台不同的运行速度下所测出的结果会有所不同。一般情况下,低速的测出值要比高速的大,特别是在机床轴负荷和运动阻力较大时。低速运动时工作台运动速度较低,不易发生过冲超程(相对“反向间隙”),因此测出值较大;在高速时,由于工作台速度较高,容易发生过冲超程,测得值偏小。
  回转运动轴反向偏差量的测量方法与直线轴相同,只是用于检测的仪器不同而已。
  【反向偏差的补偿】
  国产数控机床,定位精度有不少&0.02mm,但没有补偿功能。对这类机床,在某些场合下,可用编程法实现单向定位,清除反向间隙,在机械部分不变的情况下,只要低速单向定位到达插补起始点,然后再开始插补加工。插补进给中遇反向时,给反向间隙值再正式插补,即可提高插补加工的精度,基本上可以保证零件的公差要求。
  对于其他类别的数控机床,通常数控装置内存中设有若干个地址,专供存储各轴的反向间隙值。当机床的某个轴被指令改变运动方向时,数控装置会自动读取该轴的反向间隙值,对坐标位移指令值进行补偿、修正,使机床准确地定位在指令位置上,消除或减小反向偏差对机床精度的不利影响。
  一般数控系统只有单一的反向间隙补偿值可供使用,为了兼顾高、低速的运动精度,除了要在机械上做得更好以外,只能将在快速运动时测得的反向偏差值作为补偿值输入,因此难以做到平衡、兼顾快速定位精度和切削时的插补精度。
  对于FANUC0i、FANUC18i等数控系统,有用于快速运动(G00)和低速切削进给运动(G01)的两种反向间隙补偿可供选用。根据进给方式的不同,数控系统自动选择使用不同的补偿值,完成较高精度的加工。
  将G01&切削进给运动测得的反向间隙值A&输入参数NO11851(G01的测试速度可根据常用的切削进给速度及机床特性来决定),将G00测得的反向间隙值B&输入参数NO11852。需要注意的是,若要数控系统执行分别指定的反向间隙补偿,应将参数号码1800的第四位(RBK)设定为1;若RBK设定为0,则不执行分别指定的反向间隙补偿。G02、G03、JOG与G01使用相同的补偿值。
  二、定位精度
  数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度,是数控机床有别于普通机床的一项重要精度,它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响,尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。一台数控机床可以从它所能达到的定位精度判出它的加工精度,所以对数控机床的定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的必要途径。
  【定位精度的测定】
  目前多采用双频激光干涉仪对机床检测和处理分析,利用激光干涉测量原理,以激光实时波长为测量基准,所以提高了测试精度及增强了适用范围。检测方法如下:
  安装双频激光干涉仪;
  在需要测量的机床坐标轴方向上安装光学测量装置;
  调整激光头,使测量轴线与机床移动轴线共线或平行,即将光路预调准直;
  待激光预热后输入测量参数;
  按规定的测量程序运动机床进行测量;
  数据处理及结果输出。
  【定位精度的补偿】
  若测得数控机床的定位误差超出误差允许范围,则必须对机床进行误差补偿。常用方法是计算出螺距误差补偿表,手动输入机床CNC系统,从而消除定位误差,由于数控机床三轴或四轴补偿点可能有几百上千点,所以手动补偿需要花费较多时间,并且容易出错。
  现在通过RS232接口将计算机与机床CNC控制器联接起来,用VB编写的自动校准软件控制激光干涉仪与数控机床同步工作,实现对数控机床定位精度的自动检测及自动螺距误差补偿,其补偿方法如下:
  备份CNC控制系统中的已有补偿参数;
  由计算机产生进行逐点定位精度测量的机床CNC程序,并传送给CNC系统;
  自动测量各点的定位误差;
  根据指定的补偿点产生一组新的补偿参数,并传送给CNC系统,螺距自动补偿完成;
  重复进行精度验证。
  根据数控机床各轴的精度状况,利用螺距误差自动补偿功能和反向间隙补偿功能,合理地选择分配各轴补偿点,使数控机床达到最佳精度状态,并大大提高了检测机床定位精度的效率。
  定位精度是数控机床的一个重要指标。尽管在用户购选时可以尽量挑选精度高误差小的机床,但是随着设备投入使用时间越长,设备磨损越厉害,造成机床的定位误差越来越大,这对加工和生产的零件有着致命的影响。采用以上方法对机床各坐标轴的反向偏差、定位精度进行准确测量和补偿,可以很好地减小或消除反向偏差对机床精度的不利影响,提高机床的定位精度,使机床处于最佳精度状态,从而保证零件的加工质量。
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概述  激光干涉仪是以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量工具。激光干涉仪有单频的和双频的两种。单频的是在20世纪60年代中期出现的,最初用于检定基准线纹尺,后又用于在计量室中精密测长。双频激光干涉仪是1970年出现的,它适宜在车间中使用。激光干涉仪在极接近标准状态(温度为20℃、大气压力为101325帕、相对湿度59%、C O2 含量0.03%)下的测量精确度很高,可达1&10。单频激光干涉仪从激光器发出的光束,经扩束准直后由分光镜分为两路,并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分光镜上而产生干涉条纹。当可动反射镜移动时,干涉条纹的光强变化由接受器中的光电转换元件和电子线路等转换为电脉冲信号,经整形、放大后输入可逆计算出总脉冲数,再由电子计算机按计算式[356-11]式中&为激光波长(N 为电脉冲总数),算出可动反射镜的位移量L。  使用单频激光干涉仪时,要求周围大气处于稳定状态,各种空气湍流都会引起直流电平变化而影响测量结果。双频激光干涉仪在氦氖激光器上,加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼分裂效应和频率牵引效应, 激光器产生1和2两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光,再经分光镜分为两路。一路经偏振片1后成为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路经偏振分光镜后又分为两路:一路成为仅含有f1的光束,另一路成为仅含有f2的光束。当可动反射镜移动时,含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2 &&Df的光束,&Df是可动反射镜移动时因多普勒效应产生的附加频率,正负号表示移动方向(多普勒效应是奥地利人C.J.多普勒提出的,即波的频率在波源或接受器运动时会产生变化)。这路光束和由固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片2后会合成为f1-(f2&&Df)的测量光束。测量光束和上述参考光束经各自的光电转换元件、放大器、整形器后进入减法器相减,输出成为仅含有&&Df的电脉冲信号。经可逆计数器计数后,由电子计算机进行当量换算(乘 1/2激光波长)后即可得出可动反射镜的位移量。双频激光干涉仪是应用频率变化来测量位移的,这种位移信息载于f1和f2的频差上,对由光强变化引起的直流电平变化不敏感,所以抗干扰能力强。它常用于检定测长机、三坐标测量机、光刻机和加工中心等的坐标精度,也可用作测长机、高精度三坐标测量机等的测量系统。利用相应附件,还可进行高精度直线度测量、平面度测量和小角度测量。  激光干涉仪在数控机床加工上的6种解决方案  1、负坡度  负坡度曲线向外运行和向内运行两个测试均出现向下的坡度。在整个轴线长度上,误差呈线性负增加,这表示激光系统丈量的间隔短于机床位置反馈系统指示的间隔。出现负坡度的可能原因有以下两种:  (1)光束准直调整不正确。假如轴线短于1m则可能是材料热膨胀补偿系数不正确、材料温度丈量不正确或者波长补偿不正确。  (2)俯仰和扭摆造成阿贝偏置误差、机床线性误差。  针对以上问题,可采取的措施有:假如轴线行程很短,检查激光的准直情况;检查EC10和丈量头是否已连接并有反应;检查输进的手动环境数据是否正确;检查材料传感器是否正确定位以及输进的膨胀系数是否正确;使用角度光学镜组重新做一次丈量,检查机床的俯仰和扭摆误差。  2、正坡度  正坡度曲线是指在整个轴线长度上,激光打标加工误差呈线性正递增。这种现象的产生有以下可能:  (1)材料热膨胀补偿系数不正确、材料温度丈量不正确或者波长补偿不正确。  (2)俯仰和扭摆造成阿贝偏置误差、机床的线性误差。  针对这些问题,可采取以下措施:检查EC10和传感器是否已连接并有反应,或者检查输进的手动环境数据是否正确;检查材料传感器是否正确定位以及输进的膨胀系数是否正确;使用角度光学镜组重新做一次丈量,检查机床的俯仰和扭摆误差。  3、周期性曲线  周期性曲线是整个轴线长度上的重复周期误差。沿轴的俯仰保持不变,但幅度可能变化。导致周期性曲线的可能原因主要是机床方面的题目,如丝杠或传动系统故障、编码器题目或故障、长型门式机床轨道的轴线直线度。  针对以上问题,建议采用很小的采样点间隔在一个俯仰周期上再丈量一次,确认俯仰误差。作为一项指导原则,假如你要检查的是机床某元件的周期性影响,可将采样间隔设为预期周期性俯仰的1/8,然后通过比较机床丝杠的螺距、齿条的齿距、编码器、分解器或球栅尺俯仰、长型门式轨道的支撑点之间的间隔等来确认可能的误差来源。例如,假如误差周期是20mm,查阅机床手册我们发现丝杠的导距也是20mm,很显然误差可能与丝杠旋转题目有关,丝杠可能在最近的一次维修或机床移动时被弄弯了,或者丝杠偏心旋转。  4、偏移  偏移是指往程和回程两次测试之间具有不变的垂直偏移。产生偏移曲线的可能原因主要是机床方面的题目,如反向间隙未补偿或不当补偿、车架与导轨之间存在间隙(松动)等。  针对以上问题可采取以下解决措施:丝杠/滚珠丝杆驱动装置;检查球状螺母或丝杠是否磨损;检查丝杠轴承的端部浮动情况;使用角度光学镜组检查轴线反转时的车架角度间隙;检查内设置的反向间隙补偿是否正确;机架和小齿驱动装置;检查牙是否正确啮合;检查齿轮箱是否磨损和线性编码器系统的状况。  5、燕尾状  在往程测试中出现向下的坡度的情况,回程测试为往程测试的镜像,往程和回程测试之间的偏差(或滞后或反向间隙)随轴线离开受驱动端而逐渐进步。产生燕尾状的可能原因主要是机床方面的题目,如滚珠丝杠扭转、导轨太紧、使用的误差补偿值不正确等。  针对以上问题,有以下建议:检查丝杠和导轨润滑;检查在垂直轴上的平衡作用;检查并调节导轨夹条;检查导轨盖是否咬着及检查控制器补偿。  6、正反向交叉线  正反向交叉线是指正向(向外)运行产生负坡度,而反向(向内)运行则产生正坡度。这是丝杠扭转的一个特殊例子,其中,单向线性误差补偿和单反向值已在控制器中设置。  针对这些问题可采取:检查丝杠和导轨润滑;检查在垂直轴上的平衡作用;检查并调节导轨夹条;检查导轨盖是否咬着;检查控制器补偿。  激光干涉仪测量必须考虑的误差源  激光干涉仪的开发,给机床工业提供了高精度的标准,适用于各种型号和规格的机床。稳定的氦氖激光代表了当前激光长度测量标准的工艺水平,而且在实际上成为已采用的长度测量标准。  激光干涉仪的精度视激光波长而定,其精度较好于0.5PPM(百万分子0.5)。  激光干涉仪可以测出单轴六个自由度中的五个:线形定位、水平面内直线度、垂直面内直线度、俯仰角和偏摆角,也可测量两轴之间的垂直度。  使用激光干涉仪测量,必须要考虑到的误差源:  一、 环境误差。激光干涉仪的绝对精度取决于周围条件的精确程度(或者说环境的稳定程度)。环境温度每产生1℃的变化,绝对压力每产生2.5mmHg或相对湿度每产生30%的误差时,都将会导致约1PPM(百万分子一)的测量误差。这些误差利用人工补偿或激光干涉仪所配的自动补偿装置可部分克服。因此检测期间保持这些条件的稳定非常重要。  二、 机床表面温度。即机床本身温度变化的影响。对于用钢制丝杠定位滑鞍的机床,丝杠理论热膨胀系数为10.8PPM/℃,即温度每升高1℃,他将膨胀近10.8微米/米。  三、 死径误差(死行程误差)。它是一种在测量期间与环境条件的变化有关系的误差。它是由于当围绕激光束的大气压力发生变化(引起激光波长变化)时以及当固定有激光干涉仪和目标反射镜的材料温度发生变化(引起干涉仪和反射镜之间的距离变化)时,激光束行程长度得不到补偿而造成。  简单的讲,激光测量行程的死行程区是指激光干涉仪与测量复位点(或0点)位置间的距离。激光干涉仪自身的补偿系统仅能补偿测量复位点到测量行程终点的距离,而对于死行程区的距离是不补偿的。  四、 余弦误差。激光束路径对应机床运动轴线如未对准,将在测量长度同实际移动长度间产生一个误差。由于这个误差与光束和实际运动间未对准角的余弦成比例,所以未对准误差通常称为余弦误差。余弦误差=1-cos&,对于较小的&,余弦误差近似于&2/2。举例来说,当 =1mrad (3 arcmin),则余弦误差为0.5ppm。  当激光测量系统与机床移动轴线未对准时,余弦误差将使测量长度小于实际长度。消除余弦误差的方法是在安装时确保良好的对准。  五、 阿贝误差。阿贝误差原理是长度计量和长度计量仪器设计中最经典的测量原理。被测轴线和测量轴线应在同一直线或其延伸线上,如果在一个偏离的被测位移的位置上进行测量时,部件的任何角运动都将产生一个误差。估算角运动产生的误差的一条有益经验是:每角秒的角运动产生约5um/m的偏移。对于阿贝偏移为200mm,2秒的角运动,其测量位移误差为200mm&5um/m/角秒&2角秒=2um。  激光干涉仪在不同环境的测量结果  目前数控机床生产厂家多用激光干涉仪检测机床坐标定位系统精度,很少有人怀疑激光干涉仪的准确性。的确,使用经全面校准(分别在标准环境和非标准环境下校准)的双频激光干涉仪,在严格规定的标准环境和熟练操作人员使用等条件下,检测数控机床的坐标定位精度是可以达到国家有关标准规定的准确度要求。但很多生产厂家的现场条件属非标准环境,达不到上述标准环境条件要求,其操作人员的熟练程度和应对条件变化的处置能力也有差距,其检测结果的准确性就值得怀疑了。有些使用者用同一台激光干涉仪检测同一台数控机床,上午检测和下午检测的结果竟相差10&m以上,不知该如何处理。有些计量部门曾用激光干涉仪对测长机、三坐标测量机和数控机床的坐标精度进行检定/校准时,也发现其测量结果与采用实物标准器(如二等标准线纹尺、二等量块、精密步距规等)进行校准时的测量结果有很大差别,数值相差甚至大到10~20&m/1000mm。原因可能是多方面的,既有环境影响因素,如温度变化梯度较大,也有人的操作方式不当等影响因素,甚至还可能有仪器本身的不够稳定或帖附位置不恰当等因素影响。所以在激光干涉仪使用中,有必要先用步距规进行校对。校对方法很简单:把步距规当做被检测对象,用激光干涉进行检测,如果测量结果与步距规实际值一致,说明激光干涉仪在本环境条件和使用方式下可准确使用。如果测量结果与步距规实际值相差较大,需对激光干涉仪进行误差修正,然后再用修正过的激光干涉仪再次测量步距规,直至测量结果与步距规实际值一致或误差小到可以忽略。误差修正的方法值得探讨,可采用适当修改初始温度设定值或修改被测对象线膨胀系数设定值等方法,总之,误差修正的目的是使再次校对时,使激光干涉仪的显示值等于或接近等于步距规的实际值。如此,可排除一些意想不到的影响激光干涉仪正确使用的因素,从而显著提高激光干涉仪在现场环境下测量结果的准确度(即减小测量结果的不确定度)。  中国测试技术研究院专门从事量块、步距规和激光干涉仪校准的专家曾说过,现场环境下激光干涉仪不宜单独使用,应与经校准过的步距规比对使用,检测结果会比较准确。  在使用校准过的步距规与激光干涉仪进行比对时,需另外配备分辨力为0.001mm、示值重复性0.2&m以下的杠杆千分表(步距规生产厂家可配套供应)。校对用步距规宜选用安一公司专利生产的防护型步距规,该型步距规可消除使用中因意外碰撞而丧失精度的重大缺陷。为便于外出人员携带,可选用中小规格(500mm以下)防护型步距规即可。校对用步距规总价约为激光干涉仪的十分之一,俗话说&买得起马,配得起鞍&,花小钱,办大事。  数控机床的有关标准虽未将步距规列为推荐检测量具,但因现在的机床国家标准已与国际标准接轨,均为推荐标准,并不属于强制执行的国家标准,实际上并不禁止使用其他的检测手段如步距规、量块等传统检测量具,关键是保证测量结果的准确性。数控机床定位精度检测的七种方式
定位精度,是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。数控机床的定位精度又可以理解为机床的运动精度。普通机床由手动进给,定位精度主要决定于读数误差,而数控机床的移动是靠数字程序指令实现的,故定位精度决定于数控系统和机械传动误差。
1、直线运动定位精度检测。直线运动定位精度一般都在机床和工作台空载条件下进行。按国家标准和国际标准化组织的规定(ISO标准),对数控机床的检测,应以激光测量为准。在没有的情况下,对于一般用户来说也可以用标准刻度尺,配以光学读数显微镜进行比较测量。但是,测量仪器精度必须比被测的精度高1~2个等级。为了反映出多次定位中的全部误差,ISO标准规定每一个定位点按五次测量数据算平均值和散差
-3散差带构成的定位点散差带。
2、直线运动重复定位精度检测。检测用的仪器与检测定位精度所用的相同。一般检测方法是在靠近各坐标行程中点及两端的任意三个位置进行测量,每个位置用快速移动定位,在相同条件下重复7次定位,测出停止位置数值并求出读数最大差值。以三个位置中最大一个差值的二分之一,附上正负符号,作为该坐标的重复定位精度,它是反映轴运动精度稳定性的最基本指标。
3、直线运动的原点返回精度检测。原点返回精度,实质上是该坐标轴上一个特殊点的重复定位精度,因此它的检测方法完全与重复定位精度相同。
4、回转工作台的定位精度检测。测量工具有标准转台、角度多面体、圆光栅及平行光管(准直仪)等,可根据具体情况选用。测量方法是使工作台正向(或反向)转一个角度并停止、锁紧、定位,以此位置作为基准,然后向同方向快速转动工作台,每隔30锁紧定位,进行测量。正向转和反向转各测量一周,各定位位置的实际转角与理论值(指令值)之差的最大值为分度误差。
5、直线运动的反向误差检测。直线运动的反向误差,也叫失动量,它包括该坐标轴进给传动链上驱动部位(如伺服电动机、伺趿液压马达和步进电动机等)的反向死区,各机械运动传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。误差越大,则定位精度和重复定位精度也越低。反向误差的检测方法是在所测坐标轴的行程内,预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准,再在同一方向给予一定移动指令值,使之移动一段距离,然后再往相反方向移动相同的距离,测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为7次),求出各个位置上的平均值,以所得平均值中的最大值为反向误差值。
6、回转工作台的重复分度精度检测。测量方法是在回转工作台的一周内任选三个位置重复定位3次,分别在正、反方向转动下进行检测。所有读数值中与相应位置的理论值之差的最大值分度精度。如果是数控回转工作台,要以每30取一个测量点作为目标位置,分别对各目标位置从正、反两个方向进行5次快速定位,测出实际到达的位置与目标位置之差值,即位置偏差,再按GB10931-89规定的方法计算出标准偏差,各测量点的标准偏差中最大值的6倍,就是数控回转工作台的重复分度精度。
7、回转工作台的原点复归精度检测。测量方法是从7个任意位置分别进行一次原点复归,测定其停止位置,以读出的最大差值作为原点复归精度。
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