如何提高数控机床定位精度——激光干涉仪常见测试曲线

　　1　数控机床定位精度常见误差曲线及分析

　　1·1　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。此图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。

　　负坡度可能原因:1)在激光干涉仪设置上可能的问题。光束准直调整不正确,如果轴线短于1米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、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、机床的线性误差。

　　针对以上问题建议:如果轴线行程很短,请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。

　　1·2　正坡度

　　图2显示在整个轴线长度上,误差呈线性正递增。这种图示可能是以下几种问题: 1)在激光干涉仪设置上可能的问题,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。针对以上问题的建议:1)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据是否正确。2)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。3)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。

　1·3　周期性曲线

　　图3显示整个轴线长度上的重复周期误差。周期性曲线可能原因:1)在激光干涉仪设置上可能的问题,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。

　　针对以上问题建议:1)采用更小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。如果你在图上记录一个完整周期(俯仰)长度,将对引起问题的原因有所了解。

　　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劣或齿轮不均衡运行。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(Inductosyn)'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。