97301单元七加工精度检测-球杆仪.

1、数维资源库国家教学资源库数控机床整机性能检测与调试数维资源库数维资源库单元7加工精度检测任务2使用球杆仪进行数控铳床精度的检测与调整任务2使用球杆仪进行数控铁床精度的检测与调整数维资源库数维资源库本单元教学目标会使用球感仪对仿真加工结果进行分析，并能根据检测结果进行机械或电气方面的调整。任务2使用激光干涉仪进行数控铁床位置精度检测与勺数维资源库*.杆仪的使用方法/ A/ a WJT八本单元教学重点加工精度检测的方法本单元教学难点1 球杆仪的原理2.球杆仪系统的安装3球杆仪精度检测方法4. 数据分析和处理方法项目小结数维资源库1 球杆仪的原理/项目的提出:数维资源库雷尼绍公司的球杆仪不仅能快速检

2、测数控 机床两轴联动误差，还可作为数控机床故障分析的一种工具。使用数控机床的用户可用 球杆仪进行数控机床验收试验，以取代NAS试 件切削，或在用球杆仪检测好数控机床后再 试切，这样就能保证零件加工的精度要求。数维资源库数维资源库'Z'、% b1 球杆仪的原理十Zr dENISIlAV数维资源库数维资源库1 球杆仪的原理111C1F4li利用数控机床的两轴联动做圆弧插补，通过分析圆弧的 半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。在测量 过程中，将支座固定在数控铳床的工作台上，另一端则连载 主轴端，其软件提供相应程序，使得数控铳床主轴端相对于 工作台作圆周运动。分析圆周过程中球

3、杆仪的杆长微小变化 ,可以得到数控铳床误差分析情况。当其长度变化时，内杆 移入线圈，感应系数发生变化，检测电路将电感信号转变为 分辨率为0.1微米位移信号，通过接口传入PC机。数维资源库数维资源库1 球杆仪的原理I球杆仪的结构/ / P.球杆仪是通过传感器接口盒连接到计算机的一个串行口上由。庙咸 器接口包括由一节9 V电 $池供电的电子线路，它跟踪传感器的伸缩并通过串行接口把数据读数A图球杆仪主要结构2 球杆仪系统的安装数维资源库2 球杆仪系统的安装数维资源库计算机如图安装球杆仪系统传感器接口/主轴箱刀架琢连接件机床工作台球杆仪的连接图磁性主轴工 具杯（用亍 主轴）后视敗串行口人 /串行口 1

4、/CDM !打印机可选）'球连接件（用于中心庄）球杆仪传感器 （100mm）磁性球碗磁性中心座3 球杆仪精度检测方法数维资源库3 球杆仪精度检测方法数维资源库将测试程序输入机床: 该测试程序如下：t00030G21G54G90MO 5F2000.000(XY )G17G01X101. 500Y0.000Z0.000MOOG01X100. 000Y0.000G03X100. 000Y0. 0001-100. 000J0. 000G03X100. 000Y0. 0001-100. 000J0. 000G01X101. 500Y0.000G04X3.G01X100. 000Y0.000G02

5、X100. 000Y0. 0001-100. 000J0. 000G02X100. 000Y0. 0001-100. 000J0. 000G01X101. 500Y0.000MOOy、3 球杆仪精度检测方法数维资源库3 球杆仪精度检测方法数维资源库Mme* Nlb.r 2»100.0000mm50.0000mmRENISHAW<appY *inovat»an"0运行球杆佼i«试HUS*瓯範£泌代二、一/ ffmTmn y <100.0000mm150.0000mm250.0000mm300.0000mm400.0000mmSO.OO

6、OOmm550.0000mm60Q.0000mm»林"” 9«Ub«f 21fl运行球杆仪刈试<? = OLJ.X+ 101.00003 球杆仪精度检测方法测试步骤数维资源库独、* 9U *E(T*'V、b 4 数据分析和处理方法（1）横向间隙-V 仔/图横向间隙因素影响最大的分析图图丫轴产生横向间隙/数维资源库4 数据分析和处理方法(2)伺服不匹配',L杆仗诊驕值(%) y w 400()bw :<】；nun"©.W ««T®RU%冷 A-j r、lk z eaa H.“rv

7、” 伦询&eKKkMl V ,-TivRENISHAWn« wttt*GUO MKMC.3012 C<-lfr回do 0回商1回断2 <C 回很台厂O晦2/ 丿仃%r /+X5.0umdv图伺服不匹配因素影响最大的分析图图伺服不匹配呈现图X 扮数维资源库4 数据分析和处理方法IBI从运行1和运行2中，我们可以看到图形呈椭圆，沿45° 或135。对角方向拉伸变形。出现伺服不匹配的原因可能是 各轴的位置环增益及速度环增益的数值不匹配导致的，还有 可能就是进给率的影响，一般情况下，进给率越高造成插补 圆的椭圆程度越大。我们采取的措施就是：1=1通过调整机器控制

8、器各轴伺服增益（位置环增益、速度 环增益），使其平衡。可使滞后轴的增益加大，也可降低超 前轴的增益。由于在较低进给率伺服不匹配影响较小，要得到较高精 度的圆弧插补时可釆取较低的进给率。数维资源库数维资源库4 数据分析和处理方法（3）反向间隙E运行球杆仪河试丄P金比|IIwkJ球杆仪(Uh) *.文件Sr«ro»,"crEW» 20l2-flfl-24 11134 40RENISHAW<QC10 盘“3股0 2必*421A K«144Hn 14 .Vn i -I JHfftZ领 r“Air lxunW.Jvn2J-kKEiXSi.Tkn*K

9、Jloti 1<辭yI0|ge i|0«« '图反向间隙因素影响最大的分析图反向间隙补偿参数为1851和1852。图x轴产生反向间隙r y江vr* . 4 数据分析和处理方法数维资源库忍反向跃4 数据分析和处理方法数维资源库4 数据分析和处理方法数维资源库图X轴产生反向跃冲*图反向跃冲因素影响最大分析图数维资源库4 数据分析和处理方法反向跃冲是当某一机器轴向某一方向驱动，然后必须向相反方向反 向移动，在换向处机器不是平稳反向运动而可能短时的粘性停顿，产生的可能原因就是:机器在进行反向间隙补偿时伺服响应时间不准确。这意味着机器不 能准时地对反向间隙施加补偿，导致

10、轴出现停顿，而由反向间隙带来的 停滞被取而代之。 / t 辻 沦/伺服响应在伺服换向点很差，导致在轴停止一个方向运动和开始另 一方向运动之间出现短暂时延。丿*,对于反向跃冲的问题，我们采取的措施是采用各种不同机器进给 率进行一系列测试，试图找出该机器上反向跃冲对加工影响最小的进给 率。在圆弧插补过程中采用适合精加工的最佳进给率。数维资源库数维资源库4 数据分析和处理方法数维资源库4 数据分析和处理方法数维资源库F（5）垂直度0图垂直度产生000 0图垂直度因素影响最大得分析图一/数维资源库4 数据分析和处理方法；£从图中，我们可以看到图形呈椭圆，沿135。对角方向拉伸变形，出现这样的

11、原因：机器轴可能刚性不够，导致某些部位不直。机器导轨可能过分磨损，导致机器在运动时在轴中有一定间隙。数维资源库安装球杆仪时，没有安装好，安装在Z轴上的器件不直。我们釆取的措施是：首先，调整好球杆仪的垂直度，排除球杆仪对圆度的影响，然后在进行测量，若垂直度还是没有变化，则可能是机床的原因，那么可能的话应重新调整机器轴。如果导轨出现严重磨损，可能需要更换磨损部件。丿4 数据分析和处理方法 I N 匸庐冈冶飲里时何60%F.bSr KenujhAT Ballbar111111图圆度为15.6um.-X 经过对伺服匹配、反向间 7隙、反向跃冲、垂直度的调 整，并以较适合机床参数的 数值进行调整，最终把圆度 调到了15.6pm,相对较小的 一个圆度，也就是与标准圆 误差