何勇林 胡志剛

摘 要：本文主要介紹了如何使用雷尼紹XL-80激光干涉儀更加準(zhǔn)確可靠地檢測和驗證數(shù)控機床的精度，通過介紹激光干涉儀測量的基本原理、測量的基本條件、有效的減少外界因素影響。根據(jù)實際使用經(jīng)驗，提出了利用激光干涉儀檢測數(shù)控機床精度的具體檢測方法及注意事項，確保準(zhǔn)確、可靠、快速測量。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；機床精度；機床螺距補償；激光干涉儀

激光干涉儀是一種以波長多為標(biāo)準(zhǔn)對被測長度進行測量的儀器，是由美國HP公司研制成功并于1970年投入市場，廣泛應(yīng)用于線形、角度、垂直度、直線度、平面度等方面，特別是在測量數(shù)控機床位置度精度方面用途最為廣泛。

一、激光干涉儀的主要功能

（1）螺距誤差補償。激光干涉儀可對機床的精度進行螺距誤差補償，可根據(jù)自己設(shè)置不同參數(shù)來進行螺距補償，理論上就可以達到越好的精度，新版軟件可以針對不同數(shù)控系統(tǒng)，安裝相對應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的軟件包，可自動生成補償數(shù)據(jù)表，直接傳入數(shù)控系統(tǒng)，省去了手動輸入。（2）轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)精度。通用三軸機床沒有旋轉(zhuǎn)軸，對于四軸五軸機床來說，四軸五軸都是旋轉(zhuǎn)軸，我們就要檢測它的回轉(zhuǎn)精度，同時也可以對旋轉(zhuǎn)軸的角度進行精度測量及補償。（3）機床靜態(tài)動態(tài)特性。利用雷尼紹激光檢測儀可以很好監(jiān)測出機床各軸靜態(tài)性能，我們可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來判斷機床系統(tǒng)數(shù)據(jù)、驅(qū)動器參數(shù)、電機特性、絲杠及導(dǎo)軌性能進行判斷。（4）多軸同步檢測與校準(zhǔn)。現(xiàn)在很多機床特別是大型龍門機床中，單軸單驅(qū)動不能很好滿足機床運行要求，機械設(shè)計時候就會采用2臺電機甚至多臺電機來共同驅(qū)動一個軸的運動。這樣可以滿足機床加工要求，問題是2軸或多軸在控制時候如何能達到同步，雷尼紹就可以通過軟件同步采集2軸甚至多軸數(shù)據(jù)，然后通過軟件自動分析自動分析補償數(shù)據(jù)。（5）用戶定制接口裝置，雷尼紹激光干涉儀有相當(dāng)豐富的配套產(chǎn)品，可對機床及加工中刀具、產(chǎn)品尺寸等檢測，刀具測量系統(tǒng)可以實時監(jiān)測加工過程中刀具磨損及刀具斷裂，判斷不合格的產(chǎn)品。雷尼紹在線測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)零件加工中在線測量，同樣可以及時減少不合格的產(chǎn)品。雷尼紹系統(tǒng)可在加工中更換刀具后，對新刀具刀長進行自動測量補償，免去了人工補償數(shù)據(jù)的繁瑣工作。

二、數(shù)控機床檢測的必要性

一臺新機床出廠前都要進行定位精度和重復(fù)定位精度以及反向間隙的檢測，現(xiàn)在大多數(shù)機床廠家都會使用激光干涉儀對其進行檢測補償，以達到最高的精度。機床到了使用廠家后，機床的工作環(huán)境、使用頻率、日常保養(yǎng)等對機床的精度都有重要影響，所以機床在使用一段時間后，由于絲杠的磨損、預(yù)緊量的編號及其它原因，精度會逐漸變差，這時候就需要使用激光干涉儀對其進行精度的再校準(zhǔn)并進行補償。

三、激光干涉儀測量及補償方法

我們根據(jù)實際應(yīng)用檢測及補償結(jié)果，我們建議對一個軸測量補償要進行3次及以上的測量，這樣才能保證補償能達到最理想的結(jié)果。

第一次檢測完后對機床的反向間隙進行補償，第一次我們可以設(shè)置一個周期測量即可，測量完成后我們分析數(shù)據(jù)可以直接查看機床軸的反向間隙補償量，再將補償量填入數(shù)控系統(tǒng)對應(yīng)的參數(shù)中。

第二次才是對機床定位精度進行螺距補償，第二次是對機床軸的定位精度和重復(fù)定位精度進行檢測及補償，所以測量周期至少設(shè)置3次及以上，這樣才能準(zhǔn)確的測量出機床定位精度和重復(fù)定位精度，測量結(jié)束后分析檢測報告，可以設(shè)置對應(yīng)的螺距補償參數(shù)（如圖2），同時數(shù)控系統(tǒng)也要設(shè)置對應(yīng)補償參數(shù)，不同的數(shù)控系統(tǒng)補償方法也有一定不同，均值補償，單個補償，補償值，誤差值，絕對補償，相對補償?shù)龋紤?yīng)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)說明來進行相應(yīng)設(shè)置，只有正確設(shè)置好了系統(tǒng)及軟件相關(guān)參數(shù)，軟件才會根據(jù)設(shè)置產(chǎn)生正確的螺距誤差補償表，如圖1，然后我們將對應(yīng)數(shù)值填入到數(shù)控系統(tǒng)對應(yīng)的補償數(shù)據(jù)中。

第三次測量后才是最終機床檢測報告。第二次測量補償完成后，機床的精度等將恢復(fù)到一個比較好的狀態(tài)，此時我們再次對機床軸進行至少3次以上的測量，測量結(jié)束后將會得到機床軸的最新檢測結(jié)果（如圖3）。

最后，對于在工廠正常使用的機床，建議工廠每年至少一次對數(shù)控機床精度進行激光檢測并予以螺距補償，這樣我們才可以了解整臺機床各個軸向的精度，以確保機床保持良好的精度在運行，當(dāng)然機床平時的保養(yǎng)也是必不可少的。

參考文獻：

[1]FANUC Series Oi-MODEL D 參數(shù)說明書.

[2]FANUC Series Oi-MODEL D CNC連接調(diào)試培訓(xùn)教程.

[3]Renishaw激光干涉儀使用說明書.