利用激光干涉仪对机床定位精度的快速检测




介绍

现代机床精确而准确,但由于尺度误差和几何误差,仍然会产生小的定位误差。为了在生产车间实现质量和生产率,需要对机器进行快速和动态校准,以获得最佳性能。校准过程必须准确。双频激光干涉仪是一种用于精确检测和验收当代国际机床标准中规定的数控机床的测量装置。线性测量是激光干涉仪最常见的测量之一。激光系统将轴位置的数字显示与激光系统测量的实际位置进行比较,以测量线性定位精度和可重复性。

1组成双频激光干涉仪

使用ML10激光干涉仪。其组件包括:三脚架,ML10激光器,PCM10控制接口卡,光学镜,EC10环境补偿器,分析软件。如图1所示。激光器的波长为0.633μm,使用PCM10接口卡与计算机进行数据传输。系统的EC10环境补偿器测量三个关键环境参数:温度,气压和相对湿度,并将数据传输到PCM10接口控制单元,以补偿波长的整体变化。

2双频激光干涉仪的工作原理

干涉技术的基本原理是结合两个相干光波形(或引起相互干扰),合成的结果是两个波形之间的相位差,并且相位差用于确定光学的变化。两个光波之间的路径差异。在机器定位精度的评估中,使用线性测量部件,包括1个分束器,2个镜子和2个目标。一个镜子通常用紧固螺钉固定到机器的桌子或床上以形成干涉仪,而另一个镜子通过随机床在安装探针或工具的位置处移动。测量原理如图2所示。来自激光束的光束在线性干涉仪处分成两个相干光束,一个光束从连接到线性干涉仪的镜子反射回激光头,另一个光束通过通过另一条直线。镜子反射回激光头,激光头的干涉条纹计数电路决定两个镜子之间距离的变化,并与机床的光栅读数进行比较,以确定定位精度和重复性误差。通常将激光头安装在放置在车间地板上的三脚架上。干涉仪安装在机床固定部分的磁性支架上,通常是主轴或轴安装座。测量镜放置在移动的机台上,干涉仪放置在激光器和镜子之间的光路上。来自激光头发的光在干涉仪处被分成两个相干光束。一个光束从连接到干涉仪的镜子反射回激光头,另一个光束通过干涉仪传输到镜子然后反射回来。激光头内部探测器监测激光头的探测孔,以防止两个光束的干涉。检查软件主显示屏左侧的信号表,检查返回信号的强度。

3快速调整对齐方式

在测试期间,调整激光器的方向非常重要,以使激光束平行于机器机器轴的移动方向。如果你不掌握这项技术,那将非常麻烦。现在结合工作经验,介绍一种快速调整准直的方法:

(1)将激光放在三脚架上,在激光器上放置一个水平仪,并通过调节三脚架调平激光。由于机器在测试前基本上已经调平,因此在调整校准时可以稍微调整音高。

(2)调整激光器后面的水平角度偏转旋钮和指轮,使其处于中间位置。目的是确保在随后的调整中由于螺栓到头部而不能调整激光。目视并调整激光器的水平方向,使激光束水平平行于机台移动的方向。

(3)旋转激光器的快门使激光器发出小光束,便于精确对准。将机台移动到最近的激光位置,将镜子安装在工作台上,在前端放置一个光靶,将白点指向上方,调整镜子的高度和左右位置,然后制作光束在轻型目标上击中白色。点,如图4(a)所示。

(4)移动机床工作台,使镜子离激光器最远。如果光束仍然在光目标的白点,它将被准直;如果光束偏离白点,如图4(b)所示,指示激光束与工作台的移动方向不平行。可以调节水平角度偏转旋钮和激光器后面的指状轮,使光束移动到以光目标白点为中心的对称位置,如图4(c)所示,然后激光整体翻译使光束与白点对齐。(5)移动机床工作台,将镜子移动到激光器最近的位置。如果光束仍然偏离目标,重复4.4的步骤,使其前后移动两到三次,直到光束在整个行程中保持在牛眼中。已经调整了激光束的准直。

(6)取下光学靶,在激光器和镜子之间放置一个线性干涉仪,在机床的固定位置,调整两个光束,使其与激光器的中心重合。

(7)旋转激光器的快门,看两条光束是否同时反射回激光头并完全重合。如果不是这样,可以微调线性干涉仪的位置,直到可以在整个范围内获得可用于测试的信号强度。你可以测试一下。

4检测方法

在激光束平行于被测轴对准后,检查过程将很简单。根据GB/T 17421.2-2000《机床检验通则》的要求,在每个坐标轴的工作行程内均匀选择多个10个目标位置(测量点),机床在目标处的进给速度相同根据编程程序的位置。之间移动。在检查期间,机器沿轴线移动到一系列目标位置,并在每个目标位置停留足够的时间,以便计算机系统自动收集数据并重复测量三次。测量误差由软件系统计算,并给出误差。根据使用的标准评估图表,定位精度和重复性误差。如果超出公差范围,可以根据误差补偿表对其进行补偿,然后重新测量3次,直到机床误差补偿到所需的技术规格。

5结论

(1)干涉仪必须安装在机床的安全固定位置,并靠近镜子。否则,环境因素的影响非常大,尤其是振动,这将导致测量值继续跳跃,并且难以稳定采矿点。

(2)超程量的设定值应大于公差窗口的设定值,否则系统将收集超程量作为测量数据;拣选时间间隔的设定小于机床在某个测量位置的停留时间。 。

(3)考虑到环境补偿系统的要求,气压温度传感器应靠近测量光束,通常放在机器柱的上端。材料温度传感器应放置在一个安全的地方,代表机器秤或滚珠丝杠的平均温度,并应保护其免受当地热源的影响。(4)在测量之前,不仅要准确测量被测部件的温度,而且要将被测部件长时间等温保持在恒温下,以保证被测部件各部分的温度一致性。

摘录自:中国计量与测量网络

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时间:2019-02-10 18:19:30 来源:凤凰彩票注册 作者:匿名