當(dāng)制造商或機(jī)床用戶想要使用激光干涉儀檢查定位精度時(shí)。這些儀器可在極短的停機(jī)時(shí)間內(nèi)提供極其精確的測(cè)量。新的設(shè)備選件可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，包括速度和加速度曲線。
激光干涉儀是業(yè)界更精確的測(cè)量?jī)x器。至此，它們已被用作接受機(jī)床的參考測(cè)量系統(tǒng)。些系統(tǒng)現(xiàn)在更易于使用，大大縮短了測(cè)量時(shí)間。新的測(cè)量選項(xiàng)，特別是在動(dòng)態(tài)測(cè)量方面，為機(jī)床診斷提供了更多的可能性。例如，動(dòng)態(tài)測(cè)量選項(xiàng)使您能夠以速度為單位記錄和分析運(yùn)動(dòng)序列。速度和加速度也可以導(dǎo)出。軸的動(dòng)態(tài)行為可以使用傅立葉變換進(jìn)行分析。這使得激光干涉測(cè)量法能夠保持其在高精度測(cè)量設(shè)備中的位置，并且在將來(lái)非常有效。
當(dāng)前，盡管新標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布為ISO230，但通常會(huì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)VDI / Unilog 3441接受并檢查機(jī)床。但是，由于機(jī)床的用戶和制造商熟悉VDI標(biāo)準(zhǔn)，因此它仍然很受歡迎。可以通過(guò)大大減少測(cè)量所需的時(shí)間來(lái)確定根據(jù)VDI / Unilog 3441定位的機(jī)床的精度。在過(guò)去，在一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行所有測(cè)量可能需要幾天，而目前，測(cè)量可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成。減少了時(shí)間機(jī)器，降低了測(cè)量成本，從而可以更規(guī)則的間隔重復(fù)進(jìn)行測(cè)量，從而確保了對(duì)精度的連續(xù)監(jiān)控。
確定機(jī)床位置誤差
為了設(shè)置定位誤差，激光干涉儀與要作為參考系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的軸平行對(duì)齊(圖2)。激光的波長(zhǎng)用于進(jìn)行測(cè)量。在干涉儀中，激光束被分為參考光束和測(cè)量光束。疊加相干波陣面以進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量基于氦氖激光器。相對(duì)于真空中測(cè)量的折射率不同，應(yīng)該使用埃德倫(Edlén)公式進(jìn)行補(bǔ)償，因?yàn)榉駝t可能會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。該表準(zhǔn)確地顯示了在不補(bǔ)償波長(zhǎng)的情況下影響精度的影響因素。顯然，材料的熱膨脹系數(shù)影響測(cè)量值的結(jié)果的幅度是所有其他參數(shù)的10倍之多。表中的值表明，補(bǔ)償材料的熱膨脹至關(guān)重要。顯然，精確確定環(huán)境參數(shù)對(duì)于系統(tǒng)精度有多重要。為了校準(zhǔn)壓力和溫度傳感器，新的雷尼紹補(bǔ)償單元XC-80將記錄在傳感器中的變化存儲(chǔ)在校正表中，以實(shí)現(xiàn)最大可能的傳感器精度。
它可以使光束激光束在水平和垂直方向上以每分鐘35 mm的速度偏轉(zhuǎn)，因此不需要在激光頭中對(duì)準(zhǔn)光束傾斜度，只需在兩個(gè)反射鏡之間的測(cè)量范圍內(nèi)對(duì)準(zhǔn)光束即可。因此，不再需要將透鏡移動(dòng)到光束對(duì)準(zhǔn)的上方和下方。雷尼紹激光頭XL-80非常小，因此不需要三腳架，因?yàn)榭梢允褂么判缘鬃鶎⑵浞胖迷跈C(jī)器的工作臺(tái)上。測(cè)量配置的這種簡(jiǎn)化允許在不到一分鐘的時(shí)間內(nèi)對(duì)準(zhǔn)光束。
為了驗(yàn)收或驗(yàn)證機(jī)器，要驗(yàn)證的軸將根據(jù)所選的測(cè)試方法以定義的順序移動(dòng)到各個(gè)位置。激光干涉儀系統(tǒng)記錄當(dāng)前位置并保存可能的變化。測(cè)量的結(jié)果是VDI3441的圖形系列，其中包含松弛度，離散度和定位精度的信息。由于位置誤差的松弛或變化被稱為“系統(tǒng)誤差”，因此在某種程度上可以使用控件的某些參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。分散的隨機(jī)誤差是由無(wú)法系統(tǒng)消除的影響引起的。
對(duì)于“線性”方法，很容易創(chuàng)建數(shù)控程序。但是，缺點(diǎn)是某些點(diǎn)是在非常大的時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)量的，熱影響可能會(huì)錯(cuò)誤地解釋為分散。“擺錘”方法的優(yōu)點(diǎn)是在每個(gè)位置以連續(xù)的順序執(zhí)行多次測(cè)量。由于增加了CNC編程的工作量，因此與“線性”方法相比，這種類型的測(cè)量在過(guò)去不那么頻繁。但是，由于可以自動(dòng)創(chuàng)建激光器的程序CNC軟件，因此擺錘的方法現(xiàn)在變得越來(lái)越重要。確定職位變動(dòng)后，激光軟件可以創(chuàng)建校正主軸通過(guò)系統(tǒng)誤差所需的參數(shù)列表。根據(jù)控制類型，有時(shí)可以直接傳輸補(bǔ)償數(shù)據(jù)。立即進(jìn)行的后續(xù)測(cè)量表明補(bǔ)償成功。
機(jī)器評(píng)估的新可能性
具有動(dòng)態(tài)測(cè)量干涉測(cè)量功能的系統(tǒng)擴(kuò)展為機(jī)床評(píng)估提供了新的可能性。例如，可以記錄和分析以前進(jìn)速度定義的運(yùn)動(dòng)序列。與速度和加速度相關(guān)的配置文件使我們可以得出有關(guān)指南質(zhì)量的結(jié)論。
可以使用傅立葉分析來(lái)評(píng)估振動(dòng)的行為。動(dòng)態(tài)測(cè)量涉及用高頻數(shù)據(jù)測(cè)量激光，從而以這種方式表示激光光學(xué)系統(tǒng)的移動(dòng)順序。可以通過(guò)不同的方式激活測(cè)量。最簡(jiǎn)單的選擇是根據(jù)時(shí)間激活。在這種情況下，激光干涉儀記錄的數(shù)據(jù)會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)以恒定頻率在您的PC上讀取。系統(tǒng)頻率的最大值為幾kHz，該范圍涵蓋了確定機(jī)床自然頻率的相關(guān)范圍。使用機(jī)器系統(tǒng)的擋板激活外部可以在機(jī)器軸和作為參考位置傳感器的干涉儀激光器之間建立直接關(guān)系。這種激活方法允許動(dòng)態(tài)比較“
可以通過(guò)位移/時(shí)間，速度/時(shí)間或加速度/時(shí)間的形式的圖表來(lái)評(píng)估測(cè)量結(jié)果。該軟件的開(kāi)發(fā)還可以進(jìn)行傅立葉變換以創(chuàng)建頻譜。這產(chǎn)生了用于動(dòng)態(tài)驗(yàn)證機(jī)床的新的測(cè)量方法。
需要進(jìn)行一致性評(píng)估，以使軸移動(dòng)以在其移動(dòng)范圍內(nèi)以位移速度測(cè)量定義的常數(shù)。激光干涉儀記錄該運(yùn)動(dòng)并以圖形方式表示。圖形速度/時(shí)間使用速度曲線來(lái)突出顯示速度單位中的不規(guī)則性。這些變化可能是由導(dǎo)向裝置或牽引軸上的阻力或保護(hù)裝置的摩擦引起的。
定位測(cè)試提供有關(guān)單位近似行為的信息。數(shù)控程序用于完成兩個(gè)位置之間的特定路徑。激光干涉儀代表了這一運(yùn)動(dòng)。位移/時(shí)間圖形表示當(dāng)軸接近位置目標(biāo)時(shí)，如果超過(guò)該位置(例如，軸移動(dòng)太遠(yuǎn))，則他稍后會(huì)收回目標(biāo)位置，或者到達(dá)沒(méi)有進(jìn)行手部矯正的位置。
