淺談利用Renishaw激光干涉儀對數(shù)控機床精度進行檢測及補償

1、    淺談利用renishaw激光干涉儀對數(shù)控機床精度進行檢測及補償    何勇林 胡志剛摘 要：本文主要介紹了如何使用雷尼紹xl-80激光干涉儀更加準確可靠地檢測和驗證數(shù)控機床的精度，通過介紹激光干涉儀測量的基本原理、測量的基本條件、有效的減少外界因素影響。根據(jù)實際使用經(jīng)驗，提出了利用激光干涉儀檢測數(shù)控機床精度的具體檢測方法及注意事項，確保準確、可靠、快速測量。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；機床精度；機床螺距補償；激光干涉儀激光干涉儀是一種以波長多為標準對被測長度進行測量的儀器，是由美國hp公司研制成功并于1970年投入市場，廣泛應用于線形、角度、垂直度、直線度

2、、平面度等方面，特別是在測量數(shù)控機床位置度精度方面用途最為廣泛。一、激光干涉儀的主要功能（1）螺距誤差補償。激光干涉儀可對機床的精度進行螺距誤差補償，可根據(jù)自己設(shè)置不同參數(shù)來進行螺距補償，理論上就可以達到越好的精度，新版軟件可以針對不同數(shù)控系統(tǒng)，安裝相對應數(shù)控系統(tǒng)的軟件包，可自動生成補償數(shù)據(jù)表，直接傳入數(shù)控系統(tǒng)，省去了手動輸入。（2）轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)精度。通用三軸機床沒有旋轉(zhuǎn)軸，對于四軸五軸機床來說，四軸五軸都是旋轉(zhuǎn)軸，我們就要檢測它的回轉(zhuǎn)精度，同時也可以對旋轉(zhuǎn)軸的角度進行精度測量及補償。（3）機床靜態(tài)動態(tài)特性。利用雷尼紹激光檢測儀可以很好監(jiān)測出機床各軸靜態(tài)性能，我們可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來判斷機床系統(tǒng)數(shù)據(jù)

3、、驅(qū)動器參數(shù)、電機特性、絲杠及導軌性能進行判斷。（4）多軸同步檢測與校準?，F(xiàn)在很多機床特別是大型龍門機床中，單軸單驅(qū)動不能很好滿足機床運行要求，機械設(shè)計時候就會采用2臺電機甚至多臺電機來共同驅(qū)動一個軸的運動。這樣可以滿足機床加工要求，問題是2軸或多軸在控制時候如何能達到同步，雷尼紹就可以通過軟件同步采集2軸甚至多軸數(shù)據(jù)，然后通過軟件自動分析自動分析補償數(shù)據(jù)。（5）用戶定制接口裝置，雷尼紹激光干涉儀有相當豐富的配套產(chǎn)品，可對機床及加工中刀具、產(chǎn)品尺寸等檢測，刀具測量系統(tǒng)可以實時監(jiān)測加工過程中刀具磨損及刀具斷裂，判斷不合格的產(chǎn)品。雷尼紹在線測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)零件加工中在線測量，同樣可以及時減少不合格

4、的產(chǎn)品。雷尼紹系統(tǒng)可在加工中更換刀具后，對新刀具刀長進行自動測量補償，免去了人工補償數(shù)據(jù)的繁瑣工作。二、數(shù)控機床檢測的必要性一臺新機床出廠前都要進行定位精度和重復定位精度以及反向間隙的檢測，現(xiàn)在大多數(shù)機床廠家都會使用激光干涉儀對其進行檢測補償，以達到最高的精度。機床到了使用廠家后，機床的工作環(huán)境、使用頻率、日常保養(yǎng)等對機床的精度都有重要影響，所以機床在使用一段時間后，由于絲杠的磨損、預緊量的編號及其它原因，精度會逐漸變差，這時候就需要使用激光干涉儀對其進行精度的再校準并進行補償。三、激光干涉儀測量及補償方法我們根據(jù)實際應用檢測及補償結(jié)果，我們建議對一個軸測量補償要進行3次及以上的測量，這樣才能

5、保證補償能達到最理想的結(jié)果。第一次檢測完后對機床的反向間隙進行補償，第一次我們可以設(shè)置一個周期測量即可，測量完成后我們分析數(shù)據(jù)可以直接查看機床軸的反向間隙補償量，再將補償量填入數(shù)控系統(tǒng)對應的參數(shù)中。第二次才是對機床定位精度進行螺距補償，第二次是對機床軸的定位精度和重復定位精度進行檢測及補償，所以測量周期至少設(shè)置3次及以上，這樣才能準確的測量出機床定位精度和重復定位精度，測量結(jié)束后分析檢測報告，可以設(shè)置對應的螺距補償參數(shù)（如圖2），同時數(shù)控系統(tǒng)也要設(shè)置對應補償參數(shù)，不同的數(shù)控系統(tǒng)補償方法也有一定不同，均值補償，單個補償，補償值，誤差值，絕對補償，相對補償?shù)?，都應根?jù)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)說明來進行相應設(shè)置，只有正確設(shè)置好了系統(tǒng)及軟件相關(guān)參數(shù)，軟件才會根據(jù)設(shè)置產(chǎn)生正確的螺距誤差補償表，如圖1，然后我們將對應數(shù)值填入到數(shù)控系統(tǒng)對應的補償數(shù)據(jù)中。第三次測量后才是最終機床檢測報告。第二次測量補償完成后，機床的精度等將恢復到一個比較好的狀態(tài)，此時我們再次對機床軸進行至少3次以上的測量，測量結(jié)束后將會得到機床軸的最新檢測結(jié)果（如圖3）。最后，對于在工廠正常使用的機床，建議工廠每年至少一次對數(shù)控機床精度進行激光檢測并予以螺距補償，這樣我們才可以了解整臺機床各個軸向的精度，以確保機床保持良好的精度在運行，當然機床平時的保養(yǎng)也是必不可少的。參考文獻：1fanuc