双频激光干涉仪在评定研究数控电火花线切割机位置精度中的应用.pdfVIP

双频激光千涉仪在评定研究数控 电火花线切割机位置精度中的应用 中国电加工机床产品质量监嘴检验 中心 未家傲 康 乐 简介美国 ! ? # 双频激光测量 系统的原理结构 、 测量功能和精度 。 着重介绍 该 系统在评定 、 研究数控 电火花线切 割机位置精度中的应用 。 位置精度是数控机床的一项主要技术指 标 , 包括全行程内的定位误差 ? % 、 重复定 位精度 ?? 、 工作台正反向运动的失动量 ? ( 、 每一脉冲指令的进给精度和零点复归 精度等 , 它是机床加工精度的基础 。 ) ? ? +年 , 月 , 国际标准化组织提出 ) ? . / 01 ! 2 ? . ! “ 机床检验通则 — 第二部分 3 数控机床位 置精度的评定 ” 国际标准 ?草案 。 该标准采用 统计分析方法来评定 , 反映了数控机床位置 精度的重要性及其发展趋势 。 同时对测量方 法提出了较高的要求 。 目前国内普遍采用金 属线纹尺和读数显微镜检测 。 此法人为误差 大 , 测量周期长 , 温度等环境因素影响大 , )1#激光头 测量效率低 , 难于适应这一发展趋势 。 我们进口一套美国 ! ? # 双频激光 测量系统 , 对数控电火花线切割 机 4 坐 标 轴的位置精度进行测试 , 取得了 较 好 的效 果 。 一 、 ! ?#双频激光 测最系统 该系统以塞曼 ?5 6 6 7 % 8 分裂效应和多 普勒 ?/ 7 9: 6 ; 效应为基本原理 , 采用偏振 拍频干涉法使位移信息以调频方式载波于拍 频信号上 。 因此可采用带自动增益控制的高 放大率交流放大电路 , 即使光强损失? 仍 能正常工作 。 同时该系统对于垂直于位移方 巨 必. = , . 丫 ) 隆收器 协厂 ” 一 4 ) + 产飞考倍频器 图 ) 地? ! ?# 双频 激尤测重系统主丢结构原理图 向的大气揣流和振动不敏感 。 该系统还具有 光速和被测件温度自动补偿功能 。 基于上述 特点 , 该系统更适于车间环境中的 精 密测 量 。 该系统由下图所列部件组成 3 瓢如 )?? Α 日于卜趁分折软件 气传感器 材沮传成而翻 Α ‘ 公 石 ! ? Α #时龙忆邃痛伸 ! ?)人目角附件 书 ) ?成光头 ) 光 。 , 。 , % :早 丫了舀盗体 ) 功 Β Β 州 器】件 图 2 测距示意图 ! ?2 #工纽度附件 ) ?? 2#三角书 ) ?了?八光学直角规 图 ! ! ?# 双频激尤测量 系 统主要部件 选择不同的光学功能附件 , 系统可作线 位移 、 速度 、 角位移 、 平面度 、 直线度 、 垂 直度和平行度七种几何量测 量 。 测 距范 围 , ? Χ , 分辨率? Α ? )件Χ , 最大测速 ) ? Χ . Χ Δ 8 。 在。一, ?℃条件下 , 采用) ? ? )空气传感器和 ) ? ? ? 材温传感器作光速和被测件温度自动 补偿时 , 该系统测量精度仍达 土2 Α ! Ε ) ? 一 。 ?相对误差 。 ?采用) ? ? !材温传感器时 , 为 士 ? 。 ? Ε ) ? 一 “ 激光波长 ? Α + 2! ? ?) 协Χ 。 激光头输出功 率Δ Χ Φ , 寿命约)? 年 。 ! ? # 计量分析系统带有各种测量 功能控制软件 , 通过人机对话可键入或自动 采集 、 处理 、 存储 、 显示和输出测量数据和 结果并由机内 、 外绘图机打印 、 绘图记录下 来 。 遍 , 共 ) ? 个数据 , 在, Α 小时内 ?其中近 , 小 时为工作台运动时间 全部测量 、 处理 、 记录 、 绘图完毕 。 为了同时反映丝杠螺距和 周期误差 , )? 个目标点坐标值均取三位小数 。 设 3 目标点序号 Γ Η ) , ! , 2 、 3 )? 。 测量次数序号 Δ Η ) , ! , 2 , , , 第 Γ点第 Δ 次测量的定位误差 3 Ε ΙΓ个 ?正向运动 Ε Ι ?备 ?反向运动 则 3 第 Γ点正向定位误差的平均值 砚个 Η 今云 ΕΔ Γ个 。 Δ一 第 Γ点反 向定位误差的平均值 丁Γ卜今艺 二ΔΓ番 第 Γ点双向定位误差的平均值 气于 ) , 二 ‘ Α 二 、 4 , Η 寸 ?Ε , 个 ? Ε , ? ’ 第 Γ点正反运动的失动量 Κ Γ Η Λ Ε Γ 杏一 Ε Γ个) 第 Γ点正向重复定位误差 3 二 、 数控电火花线切割机坐标轴位 里精度的测试 ) Α 全行程内位置误差测量 环境条件 3 一般车间内 , 气温) ) Α ℃ , 机床温度 ) ) Α !Β ) ! Α ℃ 。 依次检测 4 轴全行程) ,? Χ Χ 内)? 个目标 点的定位误差 3 正反两个运动方向来往测五