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  • 英国雷尼绍先进机床精度检测技术
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    来源:深圳宝玛 作者:数控机床
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    在您的机床制造精密零件之前,事先知道它能否为您生产出好的零件是极其重要的。这对于减少废品数目和机器停工时间非常有效。已经有许多企业认识到这一点,他们已开始广泛采纳国际标准ISO230、美国ASME B5.54 机床标准或中国.B 标准来保证数控机床能“健康”地工作,从而提高生产率。

    1 数控机床常见精度要求及传统检测方法

    几何精度 包括直线度、垂直度、平面度、俯仰与扭摆和平行度等。传统方法采用大理石或金属平尺、角规、百分表、水平仪、准直仪等工具,由人工操作,手工记录数据与计算,精度低,多用于小型机床。
    位置精度 数控机床位置精度包括定位精度、重复定位精度和微量位移精度等。传统方法采用金属线纹尺或步距规、电子测微计和准直仪等工具进行测量。当机床规格稍大时,传统方法其相应的标准器件很重,且精度太低,受环境温度的影响大,其检验方法极冗长乏味,检验重复性也很差,难以反映受检机床的真正精度。数据处理必须手工进行,繁琐、易出错。

    工作精度 美国NAS(国家航宇标准)979在20年前就制订了标准化的“圆形—菱形—方形”试验(现在是CMTBA的标志)。实施时,要准备铸铁或铝合金试件、铣刀及编制数控切削程序。用高精度圆度仪及高精度三坐标测量机检验试件精度。该方法需要仔细定义试件的切削方法和测量切削结果,它可能要花几天时间,而且依赖于计量室的条件。

    2 新技术实现了老的想法

    对任何工厂来讲,购买数控机床都是一笔相当可观的投资。因此,使数控机床设备在生产中发挥中坚作用,尽快回收成本是至关重要的。

    一般来说,在零件加工完毕后发现机床加工质量问题,常常为时已晚。对负责车间效率的人员来说,理想的解决办法是在工件加工前对机床性能进行检验。雷尼绍ML10激光干涉仪和QC10球杆仪为实现该目标提供了强有力的工具。

    检定机床性能并非一种新想法,它只是没有实用化。美国NAS(国家航宇标准)979无法评估机床的所有性能。“圆形—菱形—方形”检验的大多数切削运动是在X-Y平面上进行的,因此沿X-Z和Y-Z平面上的精度大部分没有测定。一家航空航天工厂发现,通过“圆形—菱形—方形”检验的机床,用QC10球杆仪检查后发现在X-Z和Y-Z平面上的随动误差竟达800µm。

    美国国家标准B5.54中提出了“一日测试”。它实际上是多项测试的简化,是从标准整体中摘出的。该测试适用于有三个直线轴的机床。用球杆仪和激光干涉仪进行这种测试的最主要的部分是:尺寸和精度的检定。经修定的NAS仍然需要进行试切削,以证实机床功能正常,但它不是检定机床能否达到精度指标。“一日测试”包括:直线位移精度:双向重复性:空间位置精度,采用激光对对角线位移精度进行测量:两轴联动轮廓性能。

    完成B5.54“一日测试”的一套基本硬件和软件大约要4万美元,它包括球杆仪、激光干涉仪系统。这是一套完整的系统,它根据B5.54(也能按中国GB/T17421-2000标准进行分析)采集和报告机床性能数据,并有一套符合ISO230规定而完全可溯源的机床性能评估程序。系统中的激光系统可选用自动误差补偿软件,它产生G码来驱动机床,获取及比较定位数据并重写机床的CNC螺距误差补偿文件。

    3 雷尼绍数控机床“健康状况”维护专家

    ML10激光干涉仪

    众所周知,激光的波长是极其稳定的,因此在国际标准中激光干涉仪是唯一公认的进行数控机床精度检定的仪器。它可以测量各种规格尺寸的机床,甚至长达几十米的机床,诊断和测量各种几何误差。其精度比传统技术至少高10倍以上。激光干涉仪可自动进行数据采集,节省时间,避免操作者误差。它以PC机为基础,避免了人工计算,可以立即按国际标准和我国国标进行统计分析。

    雷尼绍公司的ML10激光干涉仪目前畅销全球,在即将开幕的CIMT2001第7届中国国际机床展览会上最新推出其升级产品—ML10 Gold。ML10 Gold在系统材料、功能配置及应用领域均有大幅度改善和提高,优于市场上的同类产品。例如:系统精度从±1.1ppm提高到±0.7ppm:激光稳频精度从±0.1ppm提高到±0.05ppm:采用适合中国国情的宽带电源,即工作电压85~265V:Windows95/98/NT下的Laser10软件使用简单、功能丰富。

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