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測試測量

激光幹涉儀應用於數控機床測量

星之球激光 來源:fun88官网平台網2011-09-03 我要評論(0 )   

全球的競爭(zheng) 和質量標準的要求,對機床提出了更高的定位精度、更小的公差及更高的進給率。為(wei) 了達到這些要求並生產(chan) 出高品質高精度的零件,必須要測量機床的三維體(ti) 積定位精...

   全球的競爭(zheng) 和質量標準的要求,對機床提出了更高的定位精度、更小的公差及更高的進給率。為(wei) 了達到這些要求並生產(chan) 出高品質高精度的零件,必須要測量機床的三維體(ti) 積定位精度。  

    二十年前,機床的最大定位誤差為(wei) 絲(si) 杆的螺距誤差及絲(si) 杆的熱膨脹誤差。但現在上述的大部份誤差已被大幅度降低,機床的主要誤差轉而變成垂直度誤差和直線度誤差。為(wei) 了達到高的機床三維空間定位精度,機床上所有的3個(ge) 位移誤差、6個(ge) 直線度誤差和3個(ge) 垂直度誤差都必須得到測量與(yu) 補償(chang) 。用傳(chuan) 統的激光幹涉儀(yi) 來測量直線度和垂直度誤差是較困難並費時費錢的。通常需要停機數日並要求有經驗的行家來進行測量。  

    美國光動公司(Optodyne, Inc. )已為(wei) 機床三維體(ti) 積定位誤差測量開發了一種新的、突破性的激光矢量測量技術(美國專(zhuan) 利6,519,043, 2/11/2003)。這種測量方法僅(jin) 需數小時就可以完成而不是傳(chuan) 統激光幹涉儀(yi) 的幾天。因此,三維體(ti) 積定位誤差測量和補償(chang) 變得實用,並可達到更高的精度和更小的公差。  

    意大利的一家公司JOBS S.P.A.自八十年代以來一直在製造三軸和五軸高速線性馬達驅動的標準機床。二年前JOBS用光動公司專(zhuan) 利許可的激光多普勒幹涉儀(yi) (LDDM)取代了傳(chuan) 統的激光校準設備。結合三維體(ti) 積定位誤差測量技術,或者結合光動公司發明的分步對角線測量技術,LDDM使JOBS很容易地做到精確的測量,並可以在生產(chan) 運作發生危機前就察覺到問題。如果零件不合格,就將直接影響裝配和電氣部門的生產(chan) 。而如果零件加工不能滿足規定的公差,則要花更多時間來裝配以保證機床能做到加工精度的技術指標。  

    用光動公司的三維體(ti) 積激光校準設備,JOBS公司花很少時間,幾次測量就得到了更完整的數據。使得JOBS公司很清楚地了解機床的誤差,便及時地校準這些誤差,因而以更有競爭(zheng) 性的質量和價(jia) 格交付用戶。  

    分步對角線測量方法使用4條相同的對角線設置,采集了12組數據。在測量得到數據的基礎上,所有三個(ge) 位移誤差、六個(ge) 直線度誤差和三個(ge) 垂直度誤差都能確定。測量得到的定位誤差可以用來產(chan) 生三維體(ti) 積補償(chang) 表,此表可以被上載到Siemens 840D控製器以校準任何定位誤差,從(cong) 而提高了定位精度。  

    JOBS公司報道了用光動的幹涉儀(yi) 以及分步對角線測量方法隻要很少的幾次測量就得到了足夠多的數據,可以非常清楚地顯示出機床的狀態。JOBS非常容易地解決(jue) 了一些通常的問題,諸如裝配誤差、溫度變化引起的誤差以及結構產(chan) 生的問題等,並沒有增加裝配時間。JOBS生產(chan) 的產(chan) 品質量越來越好。而且,用於(yu) 三維體(ti) 積校準的分步對角線測量需要最多7次測量,從(cong) 這7次測量中可了解到大部分誤差的類型及大小。JOBS已經認定使用該方法來替代傳(chuan) 統儀(yi) 器在裝配線上作為(wei) 光學準直儀(yi) 、直尺以及花崗石平台。  

    JOBS公司使用的光動公司的LDDM技術采用了單光束的MCV-500及雙光束的MCV-2002從(cong) 一個(ge) 可移動的靶標上反射回調製過的激光束,帶有位置信息的光束被探測到並經過處理用來產(chan) 生查找表,因而能使控製器補償(chang) 誤差。由於(yu) 返回光束沒有像傳(chuan) 統的激光幹涉儀(yi) 那樣對偏移有要求,因此設置非常快。僅(jin) 需調整二個(ge) 元件:一個(ge) 單孔的發射和接受激光束的激光頭,一個(ge) 作為(wei) 靶標的平麵鏡。

      JOBS公司報道了單光束的MCV-500利用分步對角線測量使得隻要中斷很少裝配時間就可以得到三維體(ti) 積定位誤差,因此大大降低了成本。  

    激光和平麵鏡安置在主軸和工作台上,沿每一軸X軸、Y軸、Z軸分別分步交替移動,這樣重複一直走到對角線的對角上。所有三個(ge) 軸每一步移動後對角線的定位誤差就采集到了。這項技術采集了三倍的數據量,並允許可以測量得到每一軸移動時的位移誤差。  

    靶標移動的軌跡並不是直線,側(ce) 向移動是較大的。而傳(chuan) 統的幹涉儀(yi) 不允許這麽(me) 大的側(ce) 向移動,測不到數據。而LDDM激光幹涉儀(yi) 使用一個(ge) 平麵鏡作靶標,平行於(yu) 鏡子的移動不會(hui) 轉移激光束,也不會(hui) 改變從(cong) 光源來的距離。因此,測量不會(hui) 受到影響。  

    最多可以有四個(ge) 工作位置的溫度傳(chuan) 感器連接到自動溫度補償(chang) 單元。自動溫度補償(chang) 也對諸如環境因素,如空氣溫度、大氣壓力以及機床溫度的變化提供補償(chang) 。
 

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