基于平面光栅的圆检验分析.pdf

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1、2010年5月机床与液压Mav2010第38卷第10期MACHINETO0L＆HYDRAULICSVo1．38No．10DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．10．033基于平面光栅的圆检验分析陈安民(威海职业学院机电工程系，山东威海264210)摘要：介绍了德国某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，并利用平面光栅对不同半径、不同进给速度的圆轨迹进行精密测量，利用MATLAB软件对测量数据进行处理，分析半径、进给速度、平均偏差、圆度和反向尖角等之间的关系，得到一些重要结论

2、。关键词：圆检验；平面光栅；误差分析；平均偏差；圆度偏差；反向尖角中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1001～3881(2010)10—092—3AnalysisofCircularTestsBasedonGridEncoderCHENAnmin(DepartmentofElectromechanicalEngineering，weihaiVocationalCollege，WeihaiShandong264210，China)Abstract：Thehighprecisedencoderdeveloppedby

3、someeompanyofGermanywhichcanbeusedmeasureNCmachinetwo—dimensionsprofileprecisionwasintroduced．Thedencoderwasusedtomeasurecircularlocusunderdiferentradiusanddiferentfeedspeed．MeasureddataweredealedwithbyMATLABsoftware，therelationsofradius，feedvelocity，averagedeviati

4、on，circulardeviationandreversalspikeswereanalyzedandafewimportantconclusionsweregot．Keywords：Circulartests；Gridencoder；Erroranalysis；Averagedeviation；Circulardeviation；Reversalspike数头在高速加工或模具制造中，数控机床的运动精度圆盘极其重要。圆检验是测量和校准数控机床运动精度的最好方法之一。通过在非加工状态时使机床两坐标轴作圆插补运动，从检测的圆轨

5、迹可以获得数控机床的图2平面光栅测量系统图运动精度，进而判断误差来源并为误差预防和补偿作平面光栅的工作原理是光栅读数头和光栅圆盘做准备。相对运动时产生莫尔条纹，它是由光线衍射并产生干1平面光栅¨涉的结果，这是光栅工作的基础。当两光栅作微小的平面光栅主要是由三部分组成：第一部分是嵌入相对运动，由此而产生的莫尔条纹却有很大的移动，安装基座内的具有高精度正交栅纹的光栅圆盘；第二通过检测较易测量的莫尔条纹的位移，就能够测量出部分是光栅读数头；第三部分是ACCOM评估软件、实际光栅不易直接检测的微小位移。两者比例愈大，IK121V数据

6、采集卡和信号输出电缆等。图1是平面光栅放大倍数愈大，检测精度也就愈高。光栅实物安装图，图2是平面光栅测量系统图。平面光栅在立式加工中心XY平面测量的安装过程：(1)启动加工中心，回零位，输入刀具号，在加工中心工作台上安装光栅圆盘，并且要使其基准边平行于工作台轴方向(利用百分表校准光栅和机床工作台的平行度，误差不要超过0．01mm)；(2)在主轴端部安装光栅读数头，用百分表反复调整读数头平面，使其与轴平行，而后锁紧主轴(测量时主轴不能旋转)；(3)手动、y轴．，使主轴(z轴)基本处于光栅圆盘中心，后慢慢向下移动主轴，使读数头光

7、栅与光栅圆盘之间的间隙为(0．5±0．05)mm；(4)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，需微调光栅读数图1平面光栅实物安装图头上的微调旋纽，使得输出信号处于最佳位置附近，收稿日期：2009—12—04作者简介：陈安民(1972一)，男，讲师。电话：15166119730，E—mail：chen—anmin@163．eom。第1O期陈安民：基于平面光栅的圆检验分析·93·而后确认、y向；(5)在ACCOM软件中设置相应中更多的信息，其一：圆运动误差轨迹是加工中心两参数，运行机床和数据采集系统

8、，采集数据。坐标轴联动的结果；其二：一些复杂曲线是由圆弧拟平面光栅的特点是不仅能在XY平面测量(如图合构成一簸，所麓以嚣在误差测量轨迹慧上麴选择了圆豁运动误差轨1)，而且还可以测量YZ平面和XZ平面内的运动，迹。机床圆轨迹误差往往是机械系统误差、伺服系统它是通过安装在工作台上的高精度弯板，