数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线.doc

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1、数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线摘要用激光干涉仪对数控机床进行定位精度检测时，不同的机床，检测的精度曲线各不相同，想要提高数控机床定位精度，就需要对不同的测试结果给予全面而科学的分析。分析雷尼绍产品在使用过程中遇到的几种机床误差曲线的误差源及解决方案。关键词激光干涉仪数控机床定位精度误差分析中图分类号TH744.3文献标识码B一、前言用激光干涉仪对数控机床进行定位精度检测，不同的机床检测的精度曲线各不相同，想要提高数控机床定位精度，就需要对不同的测试结果给予全面而科学的分析。就雷尼绍产品在使用过程中遇到的几种机床误差曲线的误差源及解决方案提出分析。二、数控机床定位

2、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。此处注意，分析以上数据时使用雷尼绍公司“所有数据图”图形类型的符号约定。一些三坐标测量机（例如VDI2617)使用相反的符号约定，因此图形坡度与之相反。图1(1)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。(2)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

3、差。(3)建议。如果轴线行程很短，清检查激光的准直情况检查EC10和测量头是否已连接并有反应，或者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。使用角度光学镜组，重新做一次测量，检查机床的俯仰和扭摆误差。2．正坡度图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。如：俯仰和扭摆造成阿贝（Abbé）偏置误差、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，或者检查输入的手动环境数

4、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。使用角度光学镜组，重新做一次测量，检查机床的俯仰和扭摆误差。图23．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。(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。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

5、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、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距离。图3如果在图上记录一个完整周期（俯仰）长度，将会对引起问题的原因有所了解。例如，如果误差周期是20mm，查阅机床手册，发现丝杠的螺距也是20mm。显然，误差与丝杠旋转问题有关。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。在大型门式机床上，可能的原因是齿条和齿轮传动系统装配差或齿轮不均衡运行。检查齿轮的有效周长和齿条的齿距，并将它们与图形比较。检查位置反馈系统。将周期性误差大小与感应式测量器(Indu

6、ctosyn）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，车架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，检查轴线反转时的车架角

7、度间隙。检查控制器内设置的反向间隙补偿是否正确。对机架和小齿驱动装置：检查齿牙是否正确啮合。检查齿轮箱是否磨损。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机架和小齿轮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45．燕尾状图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