Прецизионная точность линейного позиционирования осей фрезерного станка зависит от геометрического качества шарико-винтовых пар и линеек. В ходе многолетней эксплуатации накапливаются погрешности шага резьбы ШВП, износ направляющих и тепловые удлинения ходовых винтов. Калибровка лазерным интерферометром Renishaw XL-80 решает эту проблему. Она выявляет погрешности позиционирования и формирует таблицу компенсаций в ЧПУ с точностью до десятых долей микрона.
Принцип оптической лазерной интерферометрии осей
Схема лазерного интерферометра базируется на интерференции световых пучков гелий-неонового лазера с длиной волны 632.8 нанометра. Лазерный луч расщепляется оптическим делителем на опорный и измерительный пучки. Измерительный луч направляется на подвижный отражатель шпинделя. Перемещение суппорта создает интерференционную картину сдвига фаз. Оптический приемник мгновенно вычисляет фактическое пройденное линейное расстояние с нанометровым разрешением.
Расчет скорректированной длины лазерной волны с учетом параметров окружающей атмосферы выполняется по формуле Эдлена:
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 G3
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 F4
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-845 G3
lambda_corr = lambda_0 / n_air(T_env, P_baro, H_rel)где параметр lambda_0 обозначает эталонную длину волны лазера в вакууме, величина n_air выражает показатель преломления воздуха, зависящий от температуры T_env, давления P_baro и влажности H_rel.
Выявление циклической погрешности шага ШВП
Кинематическая погрешность привода складывается из накопленной ошибки шага по длине хода и циклической погрешности за один оборот винта. При пошаговом перемещении интерферометр фиксирует отклонения координат из-за биения резьбы или перекоса подшипников. Непрерывный мониторинг температуры ходового винта термодатчиками позволяет отделить механический износ от теплового удлинения. Это дает объективную картину состояния кинематики.
Калибровочные замеры лазерным интерферометром проводят только после предварительного прогрева помещения и стабилизации температуры оборудования в течение четырех часов.
Источники систематических погрешностей линейного перемещения узлов включают следующие факторы:
- Неравномерный абразивный износ дорожек качения винта и гайки ШВП в рабочей зоне.
- Угловые повороты суппорта вокруг координатных осей вследствие непрямолинейности направляющих.
- Упругая податливость предварительно натянутых упорных подшипниковых узлов привода.
- Локальные температурные градиенты вдоль длины станины станка при интенсивной работе.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Формирование таблицы Pitch Error Compensation
Программное обеспечение лазерного комплекса экспортирует массив замеренных отклонений в файл компенсации погрешности шага Pitch Error. ЧПУ Fanuc, Siemens Sinumerik или Heidenhain считывает таблицу поправок. Контроллер разбивает рабочий ход оси на равные отрезки. Во время движения система на лету вводит поправки в контур привода, сводя остаточное позиционное отклонение к минимальным величинам.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-855S
FPV-30G фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ RS 6090TT
- Монтаж лазерного излучателя и юстировка оптических призм параллельно оси движения станка.
- Подключение датчиков автоматической компенсации температуры воздуха, давления и температуры материала.
- Прогон автоматической калибровочной программы с шагом позиционирования двадцать пять миллиметров.
- Генерация и загрузка файла таблицы Pitch Error Compensation в энергонезависимую память ЧПУ.
| Калибровочный параметр оси X (ход 1000 мм) | До калибровки интерферометром, мм | После ввода таблицы Pitch Error, мм | Требования стандарта ISO 230-2, мм |
|---|---|---|---|
| Двунаправленная точность позиционирования A | 0.038 | 0.004 | ≤ 0.010 |
| Двунаправленная повторяемость позиционирования R | 0.014 | 0.002 | ≤ 0.005 |
| Средний люфт оси (Backlash) B | 0.012 | 0.001 | ≤ 0.003 |
Автоматическая компенсация механического люфта
Смена направления движения оси сопровождается микрозадержкой перемещения стола из-за упругости ходового винта и зазоров в шарико-винтовой паре. Лазерный интерферометр измеряет расхождение координат при прямом и обратном ходе. Контроллер активирует раздельные поправки для каждого направления движения. Это полностью исключает образование ступенек на деталях при круговой интерполяции на чистовых режимах.
Регулярная калибровка люфтов гарантирует безупречную чистоту поверхности при встречно-попутном фрезеровании сложных формообразующих полостей пресс-форм.
Оформление протокола точности по стандарту ISO 230-2
Результаты лазерной поверки протоколируются в строгом соответствии с метрологическими стандартами ISO 230-2 и ГОСТ 27843. Итоговый протокол содержит диаграммы позиционирования, статистические доверительные интервалы и числовые значения неопределенности. Наличие актуального протокола лазерной юстировки является обязательным требованием при прохождении аудита системы менеджмента качества на машиностроительных предприятиях.
