激光干涉仪

　　激光干涉仪可对机床、三测机及各种定位装置进行高精度的（位置和几何）精度校正，并可完成按标准测量各项参数，如线形位置精度、重复定位精度、角度、直线度、垂直度、平面度及平行度等。另外，它还具有若干为机床厂商和用户所欢迎的选择功能，如自动螺距误差补偿（适用大多数控系统），机床动态特性测量与评估，回转坐标分度精度标定，触发脉冲输入、输出功能等。

　　激光干涉仪的功能有以下几方面：

　　①自动螺距误差补偿。激光干涉仪不仅能自动测量机器的位置精度，而且还能通过RS232接口使计算机和数控系统实现通信，对误差进行自动补偿。它比通常的手工补偿方法节省了大量的时间，同时可最大限度地选用被测轴上的补偿点数，使机床达到最佳精度。

　　②回转坐标精度标定。回转坐标分度精度标定可对数控转台在任意角度位置，以任意测量间隔进行自动测量及补偿。

　　③机床动态特性测试与评估。

　　4.触发脉冲输入、输出功能。利用触发脉冲输入，可实现外部控制激光干涉仪记录数据，从而可实现类似于激光丝杠动态精度检查仪的功能或机床传动链精度检查功能。利用触发脉冲输出，可用激光干涉仪定时或定距发出脉冲，从而实现类似于激光光刻机的功能。

　　⑤双轴同步校准系统。在某些机器中，某一轴线运动由双驱动和双反馈系统控制（如龙门铣床和大型龙门移动的机器等）。

　　⑥其他用户接口装置。

　　(9)球杆仪

　　目前国内数控机床的精度检测多采用试切试件质量的方法，很难分析数控机床误差产生的根源，其调试周期也较长，这就严重影响了数控机床生产率和精度的提高。因此，在机床的精度验收和维修诊断中推广应用球杆仪，对机床制造厂和用户来说都是十分重要的。

　　球杆仪是一种能快速、方便、经济地检测数控机床两轴联动性能的仅器，它与激光干涉仪互补使用，作为评价机床动态轮廓精度的精密仪器。

　　球杆仪的两端均为精密球体，一端通过磁性架固定在机床的工作台上，另一端则固定在机床主轴上，球杆和球座的连接方式能保证球杆沿任意角度转动，球杆中靠近主轴一端带有线性位移传感器。球杆与机床工作台和主轴之间均通过磁性连接，然后编制程序，使机床作半径等于球杆长度的任平面内的圆形运动；传感器检测出半径方向的长度变化量，再通过软件对其进行自动分析，就可得到该平面内机床各种误差的数据，同时给出各种误差优化表。典型的误差源包括轮廓综合圆度误差、垂直度误差、伺服增益不匹配误差、滚珠丝杠周期误差、爬行误差、机床振动、垂直度误差、光栅尺／编码器误差、间隙和其他换向误差、直线度误差、反向跃冲等，而每一种典型误差都有其特征。下面以伺服增益不匹配误差为例说明。

　　1)所测试的图形特点假定机床r轴的伺服增益不匹配，则在平面内，沿顺时针方向和逆时针方向检测形状。

　　2)产生原因由于两轴的伺服回路增益不同，即其中一轴增益快于另一轴。

　　3)误差产生的后果误差会导致Xl‘平面内加工的圆并非真圆。

　　4)解决办法通过调整控制器来平衡丑、r轴的增益，或可使用低进给率加工工件。

　　实际数控机床可能同时存在多个误差源，因此实测得到的运动误差，一般包含多种误差源共同作用的结果和随机噪声的干扰，但由于每个典型误差源都有其特定的数学模型，因此，可通过计算机模式识别技术及误差源分离技术，识别出所有的误差源，并评定其影响的大小，为机床精度的调试和控制提供依据。

　　由于球杆仪可陕速检测机床精度，诊断出误差源，自动分析机床精度状态，并标出量化概念及解决办法，因此，在以下几方面得到了广泛的应用。

　　1)动／静态检测数控机床精度为方便机床验收检验，可用球杆仪快速进行机床的精度检验。

　　2)机床动态特性测试和评怙、分离故障源球杆仪可以快速找出并分析机床问题所在，主要可检查反向差、背隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等。

　　例如机床撞车事故后的检测，可用球杆仪快速告诉操作者机床是否可继续使用；如不能继续使用，也能通过机床误差的自动分离，帮助维修工程师快速找到机床故障所在，并集中精力去解决问题与故障。

　　3)机床切削参数的快速优化在不同进给率条件下，用球杆仪检测机床，可采用满足加工精度要求的机床进给率进行加工，从而避免了废品的产生。

　　实现机床误差趋势分析厦预防性维护球杆仪可以揭示机床精度变化趋势，这样可提醒维修工程师注意机床已有及可能出现的问题，不致酿成大故障，可大大方便机床的保养和维护。

　　球杆仪系统在机床不拆卸的情况下，即可掌握机床现在运行状态的精度信息，查明产生故障的部位和原因，或预知系统的异常和劣化的趋势，因此，在机床的精度验收、维修诊断以及维护保养中将发挥极大的作用。

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