廣州市番禺區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校 郭毅榔

數(shù)控機(jī)床定位精度的檢測(cè)及補(bǔ)償

廣州市番禺區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校 郭毅榔

科技的不斷發(fā)展，推動(dòng)了我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，并且數(shù)控機(jī)床也被廣泛應(yīng)用到工業(yè)技術(shù)中，推動(dòng)了工業(yè)技術(shù)精準(zhǔn)性的發(fā)展。文章主要針對(duì)數(shù)控機(jī)床定位精度的檢測(cè)及補(bǔ)償進(jìn)行研究分析，并且依據(jù)實(shí)際情況提出了一些意見，希望能夠提高其精準(zhǔn)性。

數(shù)控機(jī)床；定位精度；檢測(cè)及補(bǔ)償

在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用過程中，數(shù)控機(jī)床定位精度主要指的是機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)軸能夠在數(shù)控狀態(tài)下進(jìn)行有效運(yùn)動(dòng)，從而能夠達(dá)到某種精度，保證指令的一致性。其中存在的誤差主要包括機(jī)械傳動(dòng)誤差和控制系統(tǒng)誤差，采用大小進(jìn)行表示。數(shù)控機(jī)床定位精度電的高低是影響數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量的主要因素，也是衡量檢測(cè)質(zhì)量的主要內(nèi)容。只有積極對(duì)數(shù)控機(jī)床定位精度的檢測(cè)及補(bǔ)償進(jìn)行研究分析，才能提高機(jī)床的加工質(zhì)量。

1. 精度檢測(cè)的原理以及工作方法分析

在實(shí)際的精度檢測(cè)工作開展過程中，主要采用的儀器是激光干涉儀，是專業(yè)的數(shù)控機(jī)床檢測(cè)儀器，其主要優(yōu)點(diǎn)是：激光光束發(fā)射角小、能量較為集中、單色性好，同時(shí)還能產(chǎn)生干涉條紋，能夠通過光電接收器對(duì)其進(jìn)行接收。

1.1精度檢測(cè)原理

其主要的檢測(cè)流程是：激光干涉儀---數(shù)據(jù)誤差---數(shù)控系統(tǒng)---補(bǔ)償數(shù)據(jù)---數(shù)控機(jī)床---精度數(shù)據(jù)---激光干涉儀。在檢測(cè)過程中，首先由激光頭激光諧振腔產(chǎn)生He-Ne激光束，通過角度干涉鏡中的分光鏡分裂為參考光束f1和測(cè)量光束f2兩種不同的光束，參考光束能夠直接通過干涉鏡，然后再從角度反射鏡的下半部分反射回激光頭。測(cè)量光束是通過角度干涉鏡的角度分光鏡傳輸?shù)浇嵌确瓷溏R的上半部，最后再通過干涉鏡回到激光頭。通常來說，參考光束和測(cè)量光束兩者之間存在一定的光程差，并且兩束光還能出現(xiàn)多普勒效應(yīng)從而發(fā)生多普勒頻移±Δf。光電檢測(cè)器能夠及時(shí)接收頻率訊號(hào)（f1-f2±Δf）和參考訊號(hào)（f1-f2），并且能夠直接將其輸送到顯示器，然后在將其頻率放大、對(duì)脈沖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將相關(guān)數(shù)據(jù)輸送到數(shù)字總線中，最后在經(jīng)過相關(guān)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)分析，就能夠得到測(cè)量的位移，從而能夠?qū)?shù)控機(jī)床的定位精度以及其他各個(gè)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行衡量。

1.2檢測(cè)方式

在檢測(cè)開始之前，工作人員應(yīng)該在測(cè)量軸選擇若干個(gè)位置目標(biāo)，并且還要保證企業(yè)間距相等。在目標(biāo)位置處測(cè)量該點(diǎn)的實(shí)際位置，在測(cè)量完成以后，應(yīng)該積極的對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就能夠獲得所需要的精度數(shù)據(jù)。具體的方法如下：

1）應(yīng)該安裝激光干涉儀；

2）工作人員在測(cè)量軸的軸線方向安裝光學(xué)測(cè)量裝置；

3）積極的對(duì)激光頭進(jìn)行調(diào)整，并且對(duì)相應(yīng)發(fā)光路進(jìn)行校準(zhǔn)，保證干涉儀的光軸與測(cè)量軸的軸線能夠在同一條直線上；

4）干涉儀預(yù)熱，測(cè)量軸預(yù)熱的安裝（此種狀況需求工作人員依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行判定）；

5）對(duì)檢測(cè)參數(shù)的設(shè)定；

6）嚴(yán)格按照相關(guān)的要求進(jìn)行測(cè)量；

7）對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；

8）對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析處理。

2. 誤差補(bǔ)償分析

在激光干涉儀測(cè)量完成以后，工作人員對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后在采用運(yùn)算器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后得出誤差，然后再將誤差傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床。工作人員按照補(bǔ)償策略對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行誤差補(bǔ)償，從而能夠保證其精度達(dá)到實(shí)際的需求。

2.1補(bǔ)償策略分析

文章主要對(duì)區(qū)間分割補(bǔ)償，其主要的工作原理：工作人員首先應(yīng)該實(shí)際情況確定相應(yīng)的補(bǔ)償值，設(shè)定為a，并且還要將補(bǔ)償間隔分為a+1份，每一段距離作為一個(gè)補(bǔ)償單位。具體的步驟為：

1）區(qū)間的分割，設(shè)定補(bǔ)償值a，將區(qū)間分為a+1份，每一段距離采用c=b/（a+1）表示；

2）積極的確定現(xiàn)階段的位置，在確定過程中，以當(dāng)前位置的坐標(biāo)進(jìn)行確定數(shù)據(jù)，保證當(dāng)前位置在合理的區(qū)域內(nèi)部；

3）確定補(bǔ)償條件，工作人員應(yīng)該依據(jù)實(shí)際情況確定當(dāng)前位置是否能夠滿足實(shí)際的補(bǔ)償條件，然后在進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算；

4）補(bǔ)償值的計(jì)算，如果位置補(bǔ)償點(diǎn)，工作人員應(yīng)該依據(jù)實(shí)際情況返回適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償值，反之在返回為0；

5）補(bǔ)償值進(jìn)行調(diào)整。

2.2實(shí)例分析

文章主要以C31型加工機(jī)床為例進(jìn)行分析，測(cè)量?jī)x器選擇Ranishew Lesar21，測(cè)量間隔為 20°，一共需要測(cè)量10 次，補(bǔ)償間隔為 1°計(jì)算公式為F（x）=arctan（x/100）*180/π*360。

補(bǔ)償前后的數(shù)據(jù)為：

1）正向?qū)ξ痪龋貉a(bǔ)償前誤差參數(shù)為 0.0877um/mm，誤差值為20.1s，補(bǔ)償后誤差參數(shù)為 0.0467um/mm，誤差值為 10.1s；

2）反向定位精度：補(bǔ)償前誤差參數(shù)為 0.1478um/mm，誤差值為31.1s，補(bǔ)償后誤差參數(shù)為 0.0852um/mm，誤差值為 15.3s；

3）正向重復(fù)精度：補(bǔ)償前誤差參數(shù)為 0.0952um/mm，誤差值為21.2s，補(bǔ)償后誤差參數(shù)為 0.0299um/mm，誤差值為 5.3s；

4）反向重復(fù)精度：補(bǔ)償前誤差參數(shù)為 0.0751um/mm，誤差值為14.6s，補(bǔ)償后誤差參數(shù)為 0.0201um/mm，誤差值為 4.3s。

通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，采用誤差補(bǔ)償以后，機(jī)床的定位精度有了明顯提高，從而能夠保證機(jī)床質(zhì)量，因此，此種方式能夠進(jìn)行推廣。

3. 總結(jié)

綜上所述，在工業(yè)發(fā)展過程中，積極對(duì)數(shù)控機(jī)床定位精度的檢測(cè)及補(bǔ)償工作進(jìn)行研究分析，能夠提高其精度，保證機(jī)床加工的質(zhì)量。通過實(shí)例此種方式進(jìn)行研究表明具有良好的效果，可以對(duì)其進(jìn)行大力推廣。

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