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1、数控机床整机性能检测与调试数控机床整机性能检测与调试单元单元6 定位精度与重复定位精度检测定位精度与重复定位精度检测任务任务2 使用激光干涉仪进行数控铣床使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整位置精度检测与调整本单元知识目标任务任务任务任务2 2 2 2 使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整 1 1定位精度和重复定位精度的概念。定位精度和重复定位精度的概念。定位精度和重复定位精度的概念。定位精度和重复定位精度的概念。2. 2. 螺距误差和反向间隙的概
2、念和补偿的原理。螺距误差和反向间隙的概念和补偿的原理。螺距误差和反向间隙的概念和补偿的原理。螺距误差和反向间隙的概念和补偿的原理。3 3激光干涉仪的硬件和软件组成。激光干涉仪的硬件和软件组成。激光干涉仪的硬件和软件组成。激光干涉仪的硬件和软件组成。4. 4. 激光干涉仪硬件和软件的安装方法，激光干涉仪对光的方法，螺距激光干涉仪硬件和软件的安装方法，激光干涉仪对光的方法，螺距激光干涉仪硬件和软件的安装方法，激光干涉仪对光的方法，螺距激光干涉仪硬件和软件的安装方法，激光干涉仪对光的方法，螺距误差和反向间隙检测的步骤和补偿的方法。误差和反向间隙检测的步骤和补偿的方法。误差和反向间隙检测的步骤和补偿的
3、方法。误差和反向间隙检测的步骤和补偿的方法。1 1独立的安装和使用激光干涉仪测量螺距误差和反向间隙；独立的安装和使用激光干涉仪测量螺距误差和反向间隙；独立的安装和使用激光干涉仪测量螺距误差和反向间隙；独立的安装和使用激光干涉仪测量螺距误差和反向间隙； 2 2能使用测量出的螺距误差和反向间隙对机床进行误差补偿。能使用测量出的螺距误差和反向间隙对机床进行误差补偿。能使用测量出的螺距误差和反向间隙对机床进行误差补偿。能使用测量出的螺距误差和反向间隙对机床进行误差补偿。本单元能力目标 本单元教学重点本单元教学难点任务任务任务任务2 2 2 2 使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪
4、进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整 1.1.激光干涉仪的安装激光干涉仪的安装激光干涉仪的安装激光干涉仪的安装2.2.螺距误差的反向间隙的测量螺距误差的反向间隙的测量螺距误差的反向间隙的测量螺距误差的反向间隙的测量3.3.误差补偿误差补偿误差补偿误差补偿 激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光 1.定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度和重复定位精度相关国家标准2. 检验原理检验原理 3.激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件 4.SIEMENS 802D螺距误差有关的参数螺距误差有关的参
5、数5.项目实施项目实施任务任务任务任务2 2 2 2 使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整使用激光干涉仪进行数控铣床位置精度检测与调整任务提出（图纸、产品案例、项目等）任务提出（图纸、产品案例、项目等）图1 数控机床用滚珠丝杠 若因滚珠丝杠误差若因滚珠丝杠误差引起加工工件尺寸引起加工工件尺寸误差，应怎样检测误差，应怎样检测滚珠丝杠的误差并滚珠丝杠的误差并实施补偿？实施补偿？ 1.1.1.1.定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度
6、和重复定位精度相关国家标准位置精度就是指机床刀具趋近目标位置的能力，是通过对测量值进行数据统计分析处理后得出来的结果。一般由定位精度、重复定位精度及反向间隙三部分组成。 定位精度是指数控机床工作台等移动部件实际运动位置与指令位置的一致程度，其不一致的差量即为定位精度。重复定位精度是指在相同的操作方法和条件下，多次完成规定操作后得到结果的一致程度。1.1.1.1.定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度和重复定位精度相关国家标准1.1.1.1.定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度和重复定位精度相关国家标准定位精度和重复定
7、位精度相关国家标准定位精度和重复定位精度相关国家标准1.1轴线行程轴线行程axistravel在数字控制下运动部件沿轴线移动的最大直线行程或绕轴线回转的最大行程。在数字控制下运动部件沿轴线移动的最大直线行程或绕轴线回转的最大行程。1.2测量行程测量行程measurementtravel用于采集数据的部分轴线行程。选择测量行程时应保证可以双向趋近第一个和用于采集数据的部分轴线行程。选择测量行程时应保证可以双向趋近第一个和最后一个目标位置（见图最后一个目标位置（见图1）。）。1.3目标位置目标位置Pi（i=1至至m）targetposition运动部件编程要达到的位置。下标运动部件编程要达到的位置
8、。下标i表示沿轴线或绕轴线选择的目标位置中的特表示沿轴线或绕轴线选择的目标位置中的特定位置。定位置。1.4实际位置实际位置Pij（i=1至至m；j=1至至m）actualpositionPij（i=1tom；j=1tom）运动部件第运动部件第j次向第次向第i个目标位置趋近时实际测得的到达位置。个目标位置趋近时实际测得的到达位置。1.5位置偏差位置偏差Xijdeviationofposition；positionaldeviationXij运动部件到达的实际位置减去目标位置之差。运动部件到达的实际位置减去目标位置之差。Xij=Pij-Pi2. 2. 2. 2. 检验原理检验原理检验原理检验原理
9、无论采用哪种测量仪器，其在全程上的测量点数不应少于5点，测量间距按下式确定：nnn式中式中式中式中式中式中ii i现行目标位置的现行目标位置的现行目标位置的现行目标位置的现行目标位置的现行目标位置的序号；序号；序号；序号；序号；序号；nnnPP P目标测量间距；目标测量间距；目标测量间距；目标测量间距；目标测量间距；目标测量间距；nnnrr r在各目标位置取不同在各目标位置取不同在各目标位置取不同在各目标位置取不同在各目标位置取不同在各目标位置取不同的值。的值。的值。的值。的值。的值。ML10 激光器3. 3. 3. 3. 激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件3.3
10、.3.3.激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件三脚架三脚架三脚架三脚架 3.3.3.3.激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件EC10 EC10 环境补偿装置环境补偿装置环境补偿装置环境补偿装置 3.3.3.3.激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件激光干涉仪的硬件线性测量镜组线性测量镜组线性测量镜组线性测量镜组 4.SIEMENS 802D4.SIEMENS 802D4.SIEMENS 802D4.SIEMENS 802D螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数1、方向间隙补偿参数、方向间隙补偿参
11、数数据号数据号数据名数据名单位单位值值数据说明数据说明32450BacklashMM-方向间隙，回参考点后补偿生方向间隙，回参考点后补偿生效效2、丝扛螺距误差补偿、丝扛螺距误差补偿数据号数据号数据名数据名单位单位值值数据说明数据说明3800038000MM_ENC_COMP_MAX_POINTMM_ENC_COMP_MAX_POINT- -125125最大最大补偿点数点数3、坐标数据、坐标数据数据号数据号数据名数据名单位单位值值数据说明数据说明3270032700ENC_COMP_ENABLEENC_COMP_ENABLE- - -丝扛螺距扛螺距误差差补偿生效生效4.SIEMENS 802D4
12、.SIEMENS 802D4.SIEMENS 802D4.SIEMENS 802D螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数4、补偿原理图、补偿原理图4.SIEMENS 802D4.SIEMENS 802D4.SIEMENS 802D4.SIEMENS 802D螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数螺距误差有关的参数5、补偿数组的结构、补偿数组的结构$AA_ENC_COMP0,0,AX3=0.0$AA_ENC_COMP0,0,AX3=0.0对应于最小位置上的于最小位置上的误差差值（毫米）（毫米）$AA_ENC_COMP0,1,AX3=0.0$AA_
13、ENC_COMP0,1,AX3=0.0对应于最小位置于最小位置+1+1间隔位置上的隔位置上的误差差值（毫（毫米）米）$AA_ENC_COMP0,2,AX3=0.0$AA_ENC_COMP0,2,AX3=0.0对应于最小位置于最小位置+2+2间隔位置上的隔位置上的误差差值（毫（毫米）米）$AA_ENC_COMP0,3,AX3=0.0$AA_ENC_COMP0,3,AX3=0.0对应于最小位置于最小位置+3+3间隔位置上的隔位置上的误差差值（毫（毫米）米）$AA_ENC_COMP0,123,AX3=0.0$AA_ENC_COMP0,123,AX3=0.0对应于最小位置于最小位置+123+123间隔
14、位置上的隔位置上的误差差值（毫米）（毫米）$AA_ENC_COMP0,124,AX3=0.0$AA_ENC_COMP0,124,AX3=0.0对应于最小位置于最小位置+124+124间隔位置上的隔位置上的误差差值（毫米）（毫米）$AA_ENC_COMP_STEP0,AX3=0.0$AA_ENC_COMP_STEP0,AX3=0.0测量量间隔隔( (毫米毫米) )$AA_ENC_COMP_MIN0,AX3=0.0$AA_ENC_COMP_MIN0,AX3=0.0最小位置最小位置( (绝对) ) （毫米）（毫米）$AA_ENC_COMP_MAX0,AX3=0.0$AA_ENC_COMP_MAX0,
15、AX3=0.0最大位置最大位置( (绝对) ) （毫米）（毫米）$AA_ENC_COMP_IS_MODULD0,AX3=0$AA_ENC_COMP_IS_MODULD0,AX3=0( (用于旋用于旋转轴) )5 5 5 5、项目实施、项目实施、项目实施、项目实施连接激光干涉仪的硬件 激光干涉仪对光位置精度检测 数控机床数据补偿连接激光干涉仪的硬件连接激光干涉仪的硬件连接激光干涉仪的硬件连接激光干涉仪的硬件 激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光 水平光束调整1. 沿着运动轴将机床推离激光头，直到您看到光束开始移开光靶。 当只有一半的光束仍然击中白点时停止移动机床。 请
16、注意光束现在偏离中心多远。 激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光2. 用三脚架台左后方的小旋钮，调整激光头的角度偏转，以使光束横扫过白色光靶。 继续移动光束，直到它位于相反方向离中心的距离相同，如图 2 所示。激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光3.现在，用三脚架台左边中间的大旋钮，调整激光头水平平移，使光束返回光靶的水平中心线。如图 3 所示 激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光4. 请注意激光束在目标上的垂直位置。5. 使用激光头后方的指形轮组来调整，使光束垂直扫过目标。 调整指形轮组，直到光束位于相反方向
17、离目标中心的距离相同的位置，如图 4 所示激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光6. 现在，使用三脚架中心主轴上的高度调整轮来将激光头上下移动，直到光束再一次击中目标中心。 注： 此时，可能有必要进行另外一次较小的水平回转调整，以使激光束返回到该目标的中心。如图 5 所示 激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光7. 现在沿着运动轴继续推离机床。 当您看到激光头移开目标时再一次停止。 重复步骤 2 到 6 的激光器准直调整，直到您达到轴的末端。8. 达到轴的末端时，将机床移回激光器，来到轴的起点。9. 若光束不再位于光靶中心，则水平平移激光器，
18、使光束回到光靶的垂直中心线。激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光10. 然后，垂直平移激光头，使光束回到光靶的中心。 注： 此时，可能有必要进行另外一个较小的水平回转调整，以使激光束返回到该光靶的中心。11. 重复步骤 1 到 10，直到光束在整个运动轴范围内都能保持在光靶的中心。 激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的对光激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤 1.目标位置：目标位置：激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤2.生成检测程序生成检测程序 激光干涉
19、仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤(PGM, NAME=0001):G71 G94(MSG, RENISHAW ERROR COMPENSATION)G90 F1500COUNT=0RUNS=3(DO)G01 Y004.000G04 F1.G01 Y000.000G04 F4.G04 F4.G01 Y-030.000G04 F4. G04 F4.G01 Y-300.000G04 F4.G01 Y-330.000G04 F4.G01 Y-360.000G04 F4.G01 Y-390.000G04 F4.G01 Y-420.000G04 F4.G01 Y-4
20、50.000G04 F4.G01 Y-454.000G04 F1.G01 Y-450.000G04 F4.G04 F4.G01 Y-420.000G04 F4.G01 Y-390.000G04 F4.G01 Y-360.000G04 F4.G01 Y-330.000G04 F4.G01 Y-300.000G04 F4.G01 Y-060.000G04 F4.G01 Y-090.000G04 F4.G01 Y-120.000G04 F4.G01 Y-150.000G04 F4.G01 Y-180.000G04 F4.G01 Y-210.000G04 F4.G01 Y-240.000G04 F4.
21、G01 Y-270.000 G01 Y-270.000G04 F4.G01 Y-240.000G04 F4.G01 Y-210.000G04 F4.G01 Y-180.000G04 F4.G01 Y-150.000G04 F4.G01 Y-120.000G04 F4.G01 Y-090.000G04 F4.G01 Y-060.000G04 F4.G01 Y-030.000G04 F4.G01 Y000.000G04 F4.COUNT=(COUNT+1)(LOOP WHILE COUNT RUNS)M02激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤3.开始检测开始检测 激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤激光干涉仪的测量步骤4.分析数据分析数据 6.6.6.6.小结小结小结小结 1、按照评分标准完成对机床位置精度的检查。 2、按照实训过程完成实训报告。 3、对照不合格处找出原因并对其进行补偿。4、准备自主型位置精度的测量和补偿。7.7.7.7.自主型项目自主型项目自主型项目自主型项目 1. 1. 使使用用激激光光干干涉涉仪仪对对铣铣床床其其他他两两个个轴轴位置精度进行测量和补偿。位置精度进行测量和补偿。
