1 前言
對每個工廠來講，購買數(shù)控機床都是一筆相當(dāng)可觀的投資。為使投資的設(shè)備在生產(chǎn)中真正發(fā)揮中堅作用，保證加工出合格的零件，盡快回收成本是至關(guān)重要的。
經(jīng)驗表明，80％以上的機床在安裝時必須在現(xiàn)場調(diào)試后才能符合其技術(shù)指標(biāo)。因此在新機床驗收時，要進(jìn)行檢定，使機床一開始安裝就能保證達(dá)到其技術(shù)指標(biāo)及預(yù)期的質(zhì)量和效率。
另外經(jīng)驗也表明，80％已投入生產(chǎn)使用的機床在使用一段時間后，處在非正常超性能工作狀態(tài)，甚至超出其潛在承受能力。因此通常新機床在使用半年后需再次進(jìn)行檢定，之后可每年檢定一次。定期檢測機床誤差并及時校正螺距、反向間隙等可切實改善生產(chǎn)使用中的機床精度，改善零件加工質(zhì)量，不至于產(chǎn)生廢品，大大提高機床利用率�？傊皶r揭示機床問題可避免導(dǎo)致機床精度損失及破壞性地使用機床。
隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，越來越多的數(shù)控機床利用自身帶有的測頭系統(tǒng)來進(jìn)行工件、刀具尺寸檢測及進(jìn)行仿形數(shù)字化。要知道上述功能的實現(xiàn)，與機床自身的精度密切相關(guān)，若機床精度不作定期校準(zhǔn)，則談不上準(zhǔn)確地完成上述工作。
雷尼紹ML10激光干涉儀線性位移測量軟件可提供按下述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的數(shù)據(jù)分析：BS4656英國三測機標(biāo)準(zhǔn)；BS3800英國機床標(biāo)準(zhǔn)；ISO 230-2國際標(biāo)準(zhǔn)；VDI/DGQ 3441德國工程師學(xué)會機床標(biāo)準(zhǔn)；VDI 2617德國工程師學(xué)會三測機標(biāo)準(zhǔn)；NMTBA美國機床協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)；GB10931-89中國國家標(biāo)準(zhǔn)；ASME B89.1.12M美國機械工程師學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)；ASME B5.54美國機械工程師學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)；E60?099法國標(biāo)準(zhǔn)；JISB2330日本國家標(biāo)準(zhǔn)。
2 英國雷尼紹公司先進(jìn)技術(shù)
英國雷尼紹公司是專門從事設(shè)計、制造高精度檢測儀器與設(shè)備的世界性跨國公司。主要產(chǎn)品為三坐標(biāo)測量機及數(shù)控機床用測頭、激光干涉儀、球桿儀等，為機械制造工業(yè)提供了序前（激光干涉儀和球桿儀）、序中（數(shù)控機床用工件測頭及對刀測頭）和序后（三測機用測頭及配置）檢測的成系列質(zhì)量保證手段。她的全部技術(shù)與產(chǎn)品都旨在保證數(shù)控機床精度，改善數(shù)控機床性能，提高數(shù)控機床效率，可保證和改善數(shù)控機床制造廠工作母機的加工精度與質(zhì)量，擴大制成品的市場。
2.1ML10激光干涉儀
雷尼紹ML10激光干涉儀為機床檢定提供了一種高精度儀器，它精度高，達(dá)到±1.1PPM（在0～40℃下），測量范圍大（線性測長40m，任選80m），測量速度快（60m/min），分辨率高（0.001μm），便攜性好。由于雷尼紹激光干涉儀具有自動線性誤差補償功能，可方便恢復(fù)機床精度，更受到用戶歡迎！
為使大家進(jìn)一步了解ML10激光干涉儀在檢測數(shù)控機床精度方面所具有的獨特優(yōu)點，下面著重介紹ML10激光干涉儀在精度檢測中的應(yīng)用。
（1）幾何精度檢測可用于檢測直線度、垂直度、俯仰與偏擺、平面度、平行度等。
（2）位置精度的檢測及其自動補償可檢測數(shù)控機床定位精度、重復(fù)定位精度、微量位移精度等。利用雷尼紹ML10激光干涉儀不僅能自動測量機器的誤差，而且還能通過RS232接口自動對其線性誤差進(jìn)行補償，比通常的補償方法節(jié)省了大量時間，并且避免了手工計算和手動數(shù)控鍵入而引起的操作者誤差，同時可最大限度地選用被測軸上的補償點數(shù)，使機床達(dá)到最佳精度，另外操作者無需具有機床參數(shù)及補償方法的知識。
目前，可供選擇的補償軟件有Fanuc,Siemens 800系列，UNM，Mazak,Mitsubishi,Cincinnati Acramatic,Heidenhain, Bosch, Allen-Bradley。
（3）數(shù)控轉(zhuǎn)臺分度精度的檢測及其自動補償現(xiàn)在，利用ML10激光干涉儀加上RX10轉(zhuǎn)臺基準(zhǔn)還能進(jìn)行回轉(zhuǎn)軸的自動測量。它可對任意角度位置，以任意角度間隔進(jìn)行全自動測量，其精度達(dá)±1。新的國際標(biāo)準(zhǔn)已推薦使用該項新技術(shù)。它比傳統(tǒng)用自準(zhǔn)直儀和多面體的方法不僅節(jié)約了大量的測量時間，而且還得到完整的回轉(zhuǎn)軸精度曲線，知曉其精度的每一細(xì)節(jié)，并給出按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)處理的統(tǒng)計結(jié)果。
（4）雙軸定位精度的檢測及其自動補償雷尼紹雙激光干涉儀系統(tǒng)可同步測量大型龍門移動式數(shù)控機床，由雙伺服驅(qū)動某一軸向運動的定位精度，而且還能通過RS232接口，自動對兩軸線性誤差分別進(jìn)行補償。
（5）數(shù)控機床動態(tài)性能檢測利用RENISHAW動態(tài)特性測量與評估軟件，可用激光干涉儀進(jìn)行機床振動測試與分析（FFT），滾珠絲杠的動態(tài)特性分析，伺服驅(qū)動系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析，導(dǎo)軌的動態(tài)特性（低速爬行）分析等。
2.2QC10球桿儀
在數(shù)控機床精度檢測中，QC10球桿儀和ML10激光干涉儀是兩種互為相輔的儀器，缺一不可。ML10激光干涉儀著重檢測機床的各項精度；而QC10球桿儀主要用來確定機床失去精度的原因及診斷機床的故障。但與ML10激光干涉儀相比，QC10球桿儀目前還沒有被廣大用戶所了解。為此以下將著重介紹QC10球桿儀原理、功能及在檢測中的應(yīng)用。
2.2.1什么是球桿儀
雷尼紹QC10球桿儀是用于數(shù)控機床兩軸聯(lián)動精度快速檢測與機床故障分析的一種工具。它由一安裝在可伸縮的纖維桿內(nèi)的高精度位移傳感器構(gòu)成，該傳感器包括兩個線圈和一個可移動的內(nèi)桿，其工作原理類同于使用LVDT技術(shù)的位移傳感器。當(dāng)其長度變化時，內(nèi)桿移入線圈，感應(yīng)系數(shù)發(fā)生變化，檢測電路將電感信號轉(zhuǎn)變成分辨率為0.1μm位移信號，通過接口傳入PC機。其精度經(jīng)激光干涉儀檢測達(dá)±0.5μm(在20℃)。
當(dāng)機床按預(yù)定程序以球桿儀長度為半徑走圓時，QC10傳感器檢測到機床運動半徑方向的變化，雷尼紹QC10分析軟件可迅速將機床的直線度、垂直度、重復(fù)性、反向間隙、各軸的比例如否匹配及伺服性能等從半徑的變化中分離出來。
2.2.2主要功能
（1）機床精度等級的快速標(biāo)定通過在不同進(jìn)給速度下用球桿儀檢測機床，使操作者可選用滿足加工工件精度要求的進(jìn)給速度進(jìn)行加工，從而避免了廢品的產(chǎn)生。
（2）機床故障及問題的快速診斷與分析球桿儀可以快速找出并分析機床問題所在，主要可檢查反向差，絲杠背隙差，伺服增益不匹配、垂直度誤差、絲桿周期誤差等性能，譬如機床發(fā)生撞車事故后，可用球桿儀檢測并快速告訴操作者機床精度狀況及是否可繼續(xù)使用。在ISO標(biāo)準(zhǔn)中已規(guī)定了用球桿儀檢測機床精度的方法。
（3）方便機床的保養(yǎng)與維護(hù)球桿儀可以告訴用戶機床精度變化情況，這樣可提醒維修工程師注意機床的問題，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，不致釀成大故障。
（4）縮短新機床開發(fā)研制周期用球桿儀檢測可分析出機床潤滑系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、軸承副等的選用對機床精度性能的影響。這樣可根據(jù)測試情況更改原設(shè)計，因而縮短新機床研制周期。
（5）方便機床驗收試驗對機床制造廠來說，可用球桿儀快速進(jìn)行機床出廠檢驗，檢查其精度是否達(dá)到設(shè)計要求。球桿儀現(xiàn)已被國際機床檢驗標(biāo)準(zhǔn)如ISO230、 ANSI B5.54推薦采用。對機床用戶廠來說，可用球桿儀來進(jìn)行機床驗收試驗，以取代NAS試件切削，或在用球桿儀檢測好機床后再切試件即可。
2.2.3工作精度檢測
QC10球桿儀是一種快速（10～15min）、方便、經(jīng)濟地檢測數(shù)控機床兩軸聯(lián)動性能的儀器，可用于取代工作精度的NAS試件切削。 |
