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时间:2020-11-07
《数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线分析报告.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、定位精度与激光干涉仪线性分析报告 一、数控机床定位精度常见误差曲线及分析 1.负坡度 图1中曲线向外运行和向内运行,两个测试均出现向下的坡度。图1显示在整个轴线长度上,误差呈线性负增加。这表示激光系统测量的距离短于机床位置反馈系统指示的距离。图11.负坡度可能原因。在激光干涉仪设置上,可能光束准直调整不正确,如果轴线短于lm,则可能是材料热膨胀补偿系数不正确,材料温度测量不正确或波长补偿不正确。建议:(1)如果轴线行程很短,请检查激光的校准情况,检查电脑和测量头是否已连接并有反应;(2)、检查材料传感器是否正确定位以及输入的膨胀系数是否正确
2、。(3)机床可能的误差源。俯仰和扭摆造成阿贝(Abbé)偏置误差、机床的线性误差。 建议:检查在垂直轴上的平衡作用。检查控制器补偿。再检查机床的俯仰和丝杆同轴度。 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。 2.正坡度 如图2显示在整个轴线长度上,误差呈线性正递增。可能是以下几种问题: (1)激光干涉仪设置可能有问题。如:材料热膨胀补偿系数不正确,材料温度测量不正确,波长补偿不正确。 (2)机床方面的问题。检查机床的俯仰和扭摆误差、机床的线性误差。 (3)建议:检查EC10和传感器是否已连接并有反应,或者
3、检查输入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入的膨胀系数是否正确。检查并调节导轨塞铁松紧。检查控制器补偿。图2 3.周期性曲线 图3显示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。周期性曲线可能原因: (1)激光干涉仪设置上的问题。该曲线的误差大小,不太可能与仪器操作有关,主要去分析机床本身的误差源。 (2)机床方面的问题。丝杠或传动系统故障、编码器问题或故障、长型门式机床轨道的轴线直线度。检查丝杠和导轨润滑。 (3)建议:采用小得多的采样点间隔,在一个俯仰周期上再测量一次,确认俯仰误差。
4、作为一项指导原则,如果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。比较以下各项,确认可能的误差来源:机床丝杠的螺距、编码器、分解器的支撑点之间的距离。图3 检查位置反馈系统。将周期性误差大小与感应式测量器(Inductosyn)计量器上的编码器节段或球栅尺(Spherosyn)计量器中的球尺寸比较。 如果周期性误差很小,应考虑编码器插补故障的可能性。以极小的采样间隔重新检查,以降低伪信号的可能性。4.偏移 图4显示去程和回程两次测试之间,具有不变的垂直偏移。偏移曲线可能原因: (1)激光干涉仪设置
5、上的问题。该曲线的误差大小,不太可能与仪器操作有关,主要去分析机床本身的误差源。 (2)机床方面的问题。反向间隙未补偿或不当补偿,滑鞍、主轴箱与导轨之间存在间隙(松动)。 (3)建议:对丝杠或滚珠丝杠驱动装置:检查球状螺母或丝杠是否磨损。检查丝杠轴承端部浮动情况。使用角度光学镜组,检查轴线反转时的滑鞍、主轴箱角度间隙。检查控制器内设置的反向间隙补偿是否正确。线性编码器系统方面:当测试采用配备旋转位置反馈编码器的滑鞍、主轴箱或丝杠驱动装置的机床时,将产生这种图形。对于这类机床,当轴线改变方向时,尽管在吸收反向间隙时,待测轴线将瞬间暂停,滚珠丝杠
6、或小齿轮驱动装置内的反向间隙仍使位置反馈系统记录有移动。图4 5.喇叭状 图5显示,在去程测试中出现向下的坡度,回程测试为去程测试的镜像。去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提高。燕尾状图形可能原因: (1)激光干涉仪设置上的问题:该曲线的误差大小,不太可能与仪器操作有关,主要去分析机床本身的误差源。 (2)机床方面的问题。滚珠丝杠扭转、导轨太紧、使用的误差补偿值不正确。此类图形表示滚珠丝杠发生扭转。当转动滚珠丝杠所需的扭矩太高,丝杠自身开始发生变形(扭曲)时,将出现滚珠丝杠扭转。扭曲量随着滚珠丝杠的螺
7、帽离开受驱动端而逐渐提高。若导轨或丝杆螺母副很紧或咬着,或滚珠丝杠自身强度不够,可能发生滚珠丝杠扭转。垂直轴线的平衡块重量不足也会引起这个问题。 当机床逐渐离开起始点时,转动滚珠丝杠所需的扭矩使它发生扭曲。如果编码器安装在滚珠丝杠的受驱动端,它转动的角度将比在对端要稍大一点。图5 例如:在具有紧导轨或尺寸过小的滚珠丝杠的机床上,转动丝杠所需的扭矩,足以使丝杠扭曲0.5°/m。因此,如果滚珠丝杠的俯仰误差值是l0mm,这个扭曲相当于lm具有0.014mm的总线性误差。在去程测试中,由于这个扭曲,机床位置编码器的读数每lm将增加0.014mm。再
8、看看回程测试,即运行方向相反的情况。当滚珠丝杠改变方向时,开始逐渐放松直到没有扭曲,然后在往相反的方向移动时
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