数控铣床精度检测项目及常用工具

文章出处：www.czhzmt.com作者：CNHZMT人气：发表时间：2015-01-17 13:08【大中小】

　　对每个工厂来讲，购买数控铣床都是一笔相当可观的投资。为使投资的设备在生产中真正发挥中坚作用，保证加工出合格的零件，尽快回收本钱是至关重要的。

　　经验表明，80％以上的铣床在安装时必须在现场调试后才能符合其技术指标。因此在新铣床验收时，要进行检定，使铣床一开始安装就能保证达到其技术指标及预期的质量和效率。

　　另外经验也表明，80％已投进生产使用的铣床在使用一段时间后，处在非正常超性能工作状态，甚至超出其潜伏承受能力。因此通常新铣床在使用半年后需再次进行检定，之后可每年检定一次。定期检测铣床误差并及时校正螺距、反向间隙等可切实改善生产使用中的铣床精度，改善零件加工质量，不至于产生废品，大大进步铣床利用率。总之，及时揭示铣床题目可避免导致铣床精度损失及破坏性地使用铣床。

　　随着数控技术的进一步推广应用，越来越多的数控铣床利用自身带有的测头系统来进行工件、刀具尺寸检测及进行仿形数字化。要知道上述功能的实现，与铣床自身的精度密切相关，若铣床精度不作定期校准，则谈不上正确地完成上述工作。

　　雷尼绍ML10激光干涉仪线性位移丈量软件可提供按下述标准进行的数据分析：BS4656英国三测机标准；BS3800英国铣床标准；ISO 230—2国际标准；VDI/DGQ 3441德国工程师学会铣床标准；VDI 2617德国工程师学会三测机标准；NMTBA美国铣床协会标准；GB10931—89中国国家标准；ASME B89.1.12M美国机械工程师学会标准；ASME B5.54美国机械工程师学会标准；E60—099法国标准；JISB2330日本国家标准。

　　2、英国雷尼绍先进技术

　　数控铣床用测头、激光干涉仪、球杆仪等，为机械制造产业提供了序前（激光干涉仪和球杆仪）、序中（数控铣床用工件测头及对刀测头）和序后（三测机用测头及配置）检测的成系列质量保证手段。她的全部技术与产品都旨在保证数控铣床精度，改善数控铣床性能，进步数控铣床效率，可保证和改善数控铣床制造厂工作母机的加工精度与质量，扩大制成品的市场。

　　2.1 ML10激光干涉仪

　　雷尼绍ML10激光干涉仪为铣床检定提供了一种高精度仪器，它精度高，达到±1.1PPM（在0～40℃下），丈量范围大（线性测长40m，任选80m），丈量速度快（60m/min），分辨率高（0.001μm），便携性好。由于雷尼绍激光干涉仪具有自动线性误差补偿功能，可方便恢复铣床精度。

　　为使大家进一步了解ML10激光干涉仪在检测数控铣床精度方面所具有的独特优点，下面着重先容ML10激光干涉仪在精度检测中的应用。

　　（1）几何精度检测可用于检测直线度、垂直度、俯仰与偏摆、平面度、平行度等。

　　（2）位置精度的检测及其自动补偿可检测数控铣床定位精度、重复定位精度、微量位移精度等。利用雷尼绍ML10激光干涉仪不仅能自动丈量机器的误差，而且还能通过RS232接口自动对其线性误差进行补偿，比通常的补偿方法节省了大量时间，并且避免了手工计算和手动数控键进而引起的操纵者误差，同时可最大限度地选用被测轴上的补偿点数，使铣床达到最佳精度，另外操纵者无需具有铣床参数及补偿方法的知识。

　　目前，可供选择的补偿软件有Fanuc，Siemens 800系列，UNM，Mazak，Mitsubishi，Cincinnati Acramatic，Heidenhain， Bosch， Allen—Bradley。

　　（3）数控转台分度精度的检测及其自动补偿现在，利用ML10激光干涉仪加上RX10转台基准还能进行回转轴的自动丈量。它可对任意角度位置，以任意角度间隔进行全自动丈量，其精度达±1。新的国际标准已推荐使用该项新技术。它比传统用自准直仪和多面体的方法不仅节约了大量的丈量时间，而且还得到完整的回转轴精度曲线，知晓其精度的每一细节，并给出按相关标准处理的统计结果。

　　（4）双轴定位精度的检测及其自动补偿雷尼绍双激光干涉仪系统可同步丈量大型龙门移动式数控铣床，由双伺服驱动某一轴向运动的定位精度，而且还能通过RS232接口，自动对两轴线性误差分别进行补偿。

　　（5）数控铣床动态性能检测利用RENISHAW动态特性丈量与评估软件，可用激光干涉仪进行铣床振动测试与分析（FFT），滚珠丝杠的动态特性分析，伺服驱动系统的响应特性分析，导轨的动态特性（低速爬行）分析等。

　　2.2 QC10球杆仪

　　在数控铣床精度检测中，QC10球杆仪和ML10激光干涉仪是两种互为相辅的仪器，缺一不可。ML10激光干涉仪着重检测铣床的各项精度；而QC10球杆仪主要用来确定铣床失往精度的原因及诊断铣床的故障。但与ML10激光干涉仪相比，QC10球杆仪目前还没有被广大用户所了解。为此以下将着重先容QC10球杆仪原理、功能及在检测中的应用。

　　2.2.1 什么是球杆仪

　　雷尼绍QC10球杆仪是用于数控铣床两轴联动精度快速检测与铣床故障分析的一种工具。它由一安装在可伸缩的纤维杆内的高精度位移传感器构成，该传感器包括两个线圈和一个可移动的内杆，其工作原理类同于使用LVDT技术的位移传感器。当其长度变化时，内杆移进线圈，感应系数发生变化，检测电路将电感信号转变成分辨率为0.1μm位移信号，通过接口传进PC机。其精度经激光干涉仪检测达±0.5μm（在20℃）。

　　当铣床按预定程序以球杆仪长度为半径走圆时，QC10传感器检测到铣床运动半径方向的变化，雷尼绍QC10分析软件可迅速将铣床的直线度、垂直度、重复性、反向间隙、各轴的比例如否匹配及伺服性能等从半径的变化中分离出来。

　　2.2.2 主要功能

　　（1）铣床精度等级的快速标定通过在不同进给速度下用球杆仪检测铣床，使操纵者可选用满足加工工件精度要求的进给速度进行加工，从而避免了废品的产生。

　　（2）铣床故障及题目的快速诊断与分析球杆仪可以快速找出并分析铣床题目所在，主要可检查反向差，丝杠背隙差，伺服增益不匹配、垂直度误差、丝杆周期误差等性能，譬如铣床发生撞车事故后，可用球杆仪检测并快速告诉操纵者铣床精度状况及是否可继续使用。在ISO标准中已规定了用球杆仪检测铣床精度的方法。

　　（3）方便铣床的保养与维护球杆仪可以告诉用户铣床精度变化情况，这样可提醒维修工程师留意铣床的题目，进行预防性维护，不致酿成大故障。

　　（4）缩短新铣床开发研制周期用球杆仪检测可分析出铣床润滑系统、伺服系统、轴承副等的选用对铣床精度性能的影响。这样可根据测试情况更改原设计，因而缩短新铣床研制周期。

　　（5）方便铣床验收试验对铣床制造厂来说，可用球杆仪快速进行铣床出厂检验，检查其精度是否达到设计要求。球杆仪现已被国际铣床检验标准如ISO230、ANSI B5.54推荐采用。对铣床用户厂来说，可用球杆仪来进行铣床验收试验，以取代NAS试件切削，或在用球杆仪检测好铣床后再切试件即可。

　　2.2.3 工作精度检测

　　QC10球杆仪是一种快速（10～15min）、方便、经济地检测数控铣床两轴联动性能的仪器，可用于取代工作精度的NAS试件切削。

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