基于平面光栅的加工中心定位误差检测分析.pdf

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1、·控制与检测·组合机床与自动化加工技术文章编号：1001—2265(2010)09—0064—03基于平面光栅的加工中心定位误差检测分析术陈安民(威海职业学院机电工程系，山东威海264210)摘要：文章介绍了德国Heidenhain公司开发的用于测量数控机床二维运动轮廓精度的高精密平面光栅，并利用平面光栅对立式加工中心定位误差进行精密测量，利用MATLAB软件对测量数据进行处理，分析、y坐标和定位误差之间的关系，具有一定的实用价值。关键词：平面光栅；加5-中心；定位误差；误差分析中图分类号：TG659文献标识码：AMeasurementAndAnalysisPositionalErrorofM

2、achiningCenterBasedonGridEncoderCHENAn．min(DepartmentofElectromechanicalEngineering，WeihaiVocationalCollege，WeihaiShandong264210，China)Abstract：ThistextintroduceshilyprecisegridencoderdeveloppedbyHeidenhaincompanyofGermanytomeasureNCmachinetwo-dimensionsprofileprecision．Themeasurementsystemofgridenc

3、oderismakeduseoftomeasurepositionalerrorofVerticalMachiningCenter．MeasureddataaredealedwithbyMATLABsoftware，analysisof、Ycoordinatesandthepositioningerorbetween．Havesomepracticalvalue．Keywords：gridencoder；machiningcenter；positionaleror；erroranalysis第二部分是光栅读数头；第三部分是ACCOM评估软O引言件、IK121V数据采集卡和信号输出电缆等。图1是

4、数控机床作为一种精密加工设备，不可避免地平面光栅实物安装图，图2是平面光栅测量系统图。存在着制造、装配误差，加上又是高度机电一体化产品，因而还存在有数控系统的插补进给误差、位置控制误差、伺服系统等各种各样的非机械原因造成的误差。又因为这些误差不可能完全消除，并且随着使用时间的增加，数控机床综合误差会变得越来越大，从而影响数控机床的加工精度，随着零件加工精度的不断提高，对加工机床的精度提出了更高的要求。而决定加工精度的主要因素是数控机床基本部件的精度及其运动精度，测量数控机床的运动精度是数控机床误差预防和补偿的关键一环。本文以德国Heiden—hain公司开发的用于测量数控机床二维运动轮廓精度图

5、1平面光栅实物安装图的高精密平面光栅来检测加工中心定位误差，并分析XY平面的定位误差。1平面光栅[1-8]图2平面光栅测量系统图1．1平面光栅组成1．2平面光栅安装步骤平面光栅主要是由三部分组成：第一部分是嵌入安装基座内的具有高精度正交栅纹的光栅圆盘；平面光栅在立式加工中心XY平面测量的安装过程：第一，启动加工中心，回零位，输人刀具号，在收稿日期：2010一Ol一15；修回日期：2010—02—22基金项目：河南科技大学科研基金资助项目(20020023)作者简介：陈安民(1972一)，男，山东人，威海职业学院讲师，工学硕士，研究方向数控机床误差检测与补偿，(Email)chen—anmin@

6、163．eom：·642010年第9期·控制与检测·立式加工中心工作台上安装光栅圆盘，并且要使其线，而后沿箭头方向运动到坐标轴正向，每隔2ram基准边平行于工作台轴方向(利用百分表校准光停留1s，最后再从坐标轴正方向不停留回到0点。栅和机床工作台的平行度，误差不要超过0．0lmm)；进给速度F=500mm／min和1O00mm／min，对于每一第二，在主轴端部安装光栅读数头，用百分表反复调进给速度F设定采集点数为20000个点。对于每一整读数头平面，使其与x轴平行，而后锁紧主轴(测来回线、进给速度分别采集数据3次量时主轴不能旋转)；第三，手动、y轴，使主轴(z轴)基本处于光栅圆盘中心，后慢慢向

7、下移动主轴，使读数头光栅与光栅圆盘之间的间隙为0．5±0．05ram；第四，将信号输出电缆、数据采集卡与PC机接口连接，为了获得理想的输出信号，需微调光栅读数头上的微调旋纽，使得输出信号处于最佳位置，而后确认、y向；第五，在ACCOM软件中设置相应参数，运行机床和数据采集系统，采集数据。1．3平面光栅特点平面光栅的特点是不仅能在XY平面测量(如图图3来回线轨迹1)，而且还可以测量YZ平面和XZ平面