數(shù)控銑床精度檢測(cè)項(xiàng)目及常用工具
對(duì)每個(gè)工廠來(lái)講，購(gòu)買(mǎi)數(shù)控銑床都是一筆相當(dāng)可觀的投資。為使投資的設(shè)備在生產(chǎn)中真正發(fā)揮中堅(jiān)作用，保證加工出合格的零件，盡快回收本錢(qián)是至關(guān)重要的。
經(jīng)驗(yàn)表明，80％以上的銑床在安裝時(shí)必須在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試后才能符合其技術(shù)指標(biāo)。因此在新銑床驗(yàn)收時(shí)，要進(jìn)行檢定，使銑床一開(kāi)始安裝就能保證達(dá)到其技術(shù)指標(biāo)及預(yù)期的質(zhì)量和效率。
另外經(jīng)驗(yàn)也表明，80％已投進(jìn)生產(chǎn)使用的銑床在使用一段時(shí)間后，處在非正常超性能工作狀態(tài)，甚至超出其潛伏承受能力。因此通常新銑床在使用半年后需再次進(jìn)行檢定，之后可每年檢定一次。定期檢測(cè)銑床誤差并及時(shí)校正螺距、反向間隙等可切實(shí)改善生產(chǎn)使用中的銑床精度，改善零件加工質(zhì)量，不至于產(chǎn)生廢品，大大進(jìn)步銑床利用率。總之，及時(shí)揭示銑床題目可避免導(dǎo)致銑床精度損失及破壞性地使用銑床。
隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，越來(lái)越多的數(shù)控銑床利用自身帶有的測(cè)頭系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行工件、刀具尺寸檢測(cè)及進(jìn)行仿形數(shù)字化。要知道上述功能的實(shí)現(xiàn)，與銑床自身的精度密切相關(guān)，若銑床精度不作定期校準(zhǔn)，則談不上正確地完成上述工作。
雷尼紹ML10激光干涉儀線性位移丈量軟件可提供按下述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的數(shù)據(jù)分析：BS4656英國(guó)三測(cè)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)；BS3800英國(guó)銑床標(biāo)準(zhǔn)；ISO 230—2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；VDI/DGQ 3441德國(guó)工程師學(xué)會(huì)銑床標(biāo)準(zhǔn)；VDI 2617德國(guó)工程師學(xué)會(huì)三測(cè)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)；NMTBA美國(guó)銑床協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)；GB10931—89中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；ASME B89.1.12M美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)；ASME B5.54美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)；E60—099法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)；JISB2330日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
2、英國(guó)雷尼紹先進(jìn)技術(shù)
數(shù)控銑床用測(cè)頭、激光干涉儀、球桿儀等，為機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)提供了序前（激光干涉儀和球桿儀）、序中（數(shù)控銑床用工件測(cè)頭及對(duì)刀測(cè)頭）和序后（三測(cè)機(jī)用測(cè)頭及配置）檢測(cè)的成系列質(zhì)量保證手段。她的全部技術(shù)與產(chǎn)品都旨在保證數(shù)控銑床精度，改善數(shù)控銑床性能，進(jìn)步數(shù)控銑床效率，可保證和改善數(shù)控銑床制造廠工作母機(jī)的加工精度與質(zhì)量，擴(kuò)大制成品的市場(chǎng)。
2.1 ML10激光干涉儀
雷尼紹ML10激光干涉儀為銑床檢定提供了一種高精度儀器，它精度高，達(dá)到±1.1PPM（在0～40℃下），丈量范圍大（線性測(cè)長(zhǎng)40m，任選80m），丈量速度快（60m/min），分辨率高（0.001μm），便攜性好。由于雷尼紹激光干涉儀具有自動(dòng)線性誤差補(bǔ)償功能，可方便恢復(fù)銑床精度。
為使大家進(jìn)一步了解ML10激光干涉儀在檢測(cè)數(shù)控銑床精度方面所具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，下面著重先容ML10激光干涉儀在精度檢測(cè)中的應(yīng)用。
�。�1）幾何精度檢測(cè)可用于檢測(cè)直線度、垂直度、俯仰與偏擺、平面度、平行度等。
（2）位置精度的檢測(cè)及其自動(dòng)補(bǔ)償可檢測(cè)數(shù)控銑床定位精度、重復(fù)定位精度、微量位移精度等。利用雷尼紹ML10激光干涉儀不僅能自動(dòng)丈量機(jī)器的誤差，而且還能通過(guò)RS232接口自動(dòng)對(duì)其線性誤差進(jìn)行補(bǔ)償，比通常的補(bǔ)償方法節(jié)省了大量時(shí)間，并且避免了手工計(jì)算和手動(dòng)數(shù)控鍵進(jìn)而引起的操縱者誤差，同時(shí)可最大限度地選用被測(cè)軸上的補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)，使銑床達(dá)到最佳精度，另外操縱者無(wú)需具有銑床參數(shù)及補(bǔ)償方法的知識(shí)。
目前，可供選擇的補(bǔ)償軟件有Fanuc，Siemens 800系列，UNM，Mazak，Mitsubishi，Cincinnati Acramatic，Heidenhain， Bosch， Allen—Bradley。
�。�3）數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)分度精度的檢測(cè)及其自動(dòng)補(bǔ)償現(xiàn)在，利用ML10激光干涉儀加上RX10轉(zhuǎn)臺(tái)基準(zhǔn)還能進(jìn)行回轉(zhuǎn)軸的自動(dòng)丈量。它可對(duì)任意角度位置，以任意角度間隔進(jìn)行全自動(dòng)丈量，其精度達(dá)±1。新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已推薦使用該項(xiàng)新技術(shù)。它比傳統(tǒng)用自準(zhǔn)直儀和多面體的方法不僅節(jié)約了大量的丈量時(shí)間，而且還得到完整的回轉(zhuǎn)軸精度曲線，知曉其精度的每一細(xì)節(jié)，并給出按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)處理的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
�。�4）雙軸定位精度的檢測(cè)及其自動(dòng)補(bǔ)償雷尼紹雙激光干涉儀系統(tǒng)可同步丈量大型龍門(mén)移動(dòng)式數(shù)控銑床，由雙伺服驅(qū)動(dòng)某一軸向運(yùn)動(dòng)的定位精度，而且還能通過(guò)RS232接口，自動(dòng)對(duì)兩軸線性誤差分別進(jìn)行補(bǔ)償。
�。�5）數(shù)控銑床動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)利用RENISHAW動(dòng)態(tài)特性丈量與評(píng)估軟件，可用激光干涉儀進(jìn)行銑床振動(dòng)測(cè)試與分析（FFT），滾珠絲杠的動(dòng)態(tài)特性分析，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析，導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)特性（低速爬行）分析等。
2.2 QC10球桿儀
在數(shù)控銑床精度檢測(cè)中，QC10球桿儀和ML10激光干涉儀是兩種互為相輔的儀器，缺一不可。ML10激光干涉儀著重檢測(cè)銑床的各項(xiàng)精度；而QC10球桿儀主要用來(lái)確定銑床失往精度的原因及診斷銑床的故障。但與ML10激光干涉儀相比，QC10球桿儀目前還沒(méi)有被廣大用戶(hù)所了解。為此以下將著重先容QC10球桿儀原理、功能及在檢測(cè)中的應(yīng)用。
2.2.1 什么是球桿儀
雷尼紹QC10球桿儀是用于數(shù)控銑床兩軸聯(lián)動(dòng)精度快速檢測(cè)與銑床故障分析的一種工具。它由一安裝在可伸縮的纖維桿內(nèi)的高精度位移傳感器構(gòu)成，該傳感器包括兩個(gè)線圈和一個(gè)可移動(dòng)的內(nèi)桿，其工作原理類(lèi)同于使用LVDT技術(shù)的位移傳感器。當(dāng)其長(zhǎng)度變化時(shí)，內(nèi)桿移進(jìn)線圈，感應(yīng)系數(shù)發(fā)生變化，檢測(cè)電路將電感信號(hào)轉(zhuǎn)變成分辨率為0.1μm位移信號(hào)，通過(guò)接口傳進(jìn)PC機(jī)。其精度經(jīng)激光干涉儀檢測(cè)達(dá)±0.5μm（在20℃）。
當(dāng)銑床按預(yù)定程序以球桿儀長(zhǎng)度為半徑走圓時(shí)，QC10傳感器檢測(cè)到銑床運(yùn)動(dòng)半徑方向的變化，雷尼紹QC10分析軟件可迅速將銑床的直線度、垂直度、重復(fù)性、反向間隙、各軸的比例如否匹配及伺服性能等從半徑的變化中分離出來(lái)。
2.2.2 主要功能
�。�1）銑床精度等級(jí)的快速標(biāo)定通過(guò)在不同進(jìn)給速度下用球桿儀檢測(cè)銑床，使操縱者可選用滿(mǎn)足加工工件精度要求的進(jìn)給速度進(jìn)行加工，從而避免了廢品的產(chǎn)生。
�。�2）銑床故障及題目的快速診斷與分析球桿儀可以快速找出并分析銑床題目所在，主要可檢查反向差，絲杠背隙差，伺服增益不匹配、垂直度誤差、絲桿周期誤差等性能，譬如銑床發(fā)生撞車(chē)事故后，可用球桿儀檢測(cè)并快速告訴操縱者銑床精度狀況及是否可繼續(xù)使用。在ISO標(biāo)準(zhǔn)中已規(guī)定了用球桿儀檢測(cè)銑床精度的方法。
�。�3）方便銑床的保養(yǎng)與維護(hù)球桿儀可以告訴用戶(hù)銑床精度變化情況，這樣可提醒維修工程師留意銑床的題目，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，不致釀成大故障。
（4）縮短新銑床開(kāi)發(fā)研制周期用球桿儀檢測(cè)可分析出銑床潤(rùn)滑系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、軸承副等的選用對(duì)銑床精度性能的影響。這樣可根據(jù)測(cè)試情況更改原設(shè)計(jì)，因而縮短新銑床研制周期。
�。�5）方便銑床驗(yàn)收試驗(yàn)對(duì)銑床制造廠來(lái)說(shuō)，可用球桿儀快速進(jìn)行銑床出廠檢驗(yàn)，檢查其精度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。球桿儀現(xiàn)已被國(guó)際銑床檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如ISO230、ANSI B5.54推薦采用。對(duì)銑床用戶(hù)廠來(lái)說(shuō)，可用球桿儀來(lái)進(jìn)行銑床驗(yàn)收試驗(yàn)，以取代NAS試件切削，或在用球桿儀檢測(cè)好銑床后再切試件即可。
2.2.3 工作精度檢測(cè)
QC10球桿儀是一種快速（10～15min）、方便、經(jīng)濟(jì)地檢測(cè)數(shù)控銑床兩軸聯(lián)動(dòng)性能的儀器，可用于取代工作精度的NAS試件切削。
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