數(shù)控專業(yè)外文文獻(xiàn)翻譯-外文翻譯--數(shù)控機(jī)床性能測試設(shè)備的開發(fā)和利用 中文版
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數(shù)控機(jī)床性能測試設(shè)備的開發(fā)和利用 溫玉寶 自動化工程的教授,國立虎尾技術(shù)學(xué)院,臺灣,云林 ,,虎尾 632 地址: 64文化路,國家技術(shù)虎尾,云林,臺灣,中華民國虎尾研究所 摘要 數(shù)控機(jī)床測試性能裝置也被開發(fā)出來。其采用一種小半徑收縮 ,檢驗裝置的動態(tài)性能的數(shù)控機(jī)床。這種設(shè)備由激光二極管和象限傳感器組成。幾何誤差檢測的長半徑數(shù)控機(jī)床 ,采用線性控制裝置。光學(xué)編碼器的輪廓系統(tǒng)也被展現(xiàn)出來。本文對實驗工作進(jìn)行了概述。 關(guān)鍵詞 :造型;數(shù)控機(jī)床;幾何誤差;傳感器;光學(xué)規(guī)模;象限;平面編碼器 1、概述 布賴恩在 1982 年開發(fā) 的第一個球桿系統(tǒng)的線性控制測試。然而 ,在這個系統(tǒng)中 ,其不確定度高 是 由于 兩 個 主球 和 磁性插座沒有 給出 精確的 輪廓 半徑 摩擦 。納普在 1983年曾使用標(biāo)準(zhǔn)圓盤比較實驗表的工具和二維探針的工作情況。卡文( 1985) 、井原 1986) 、中津 ( 1987) 都分別為校準(zhǔn)三坐標(biāo)測量機(jī)和數(shù)控機(jī)床的球形系統(tǒng)提供了一些辦法。納普 ( 1986、 1988) 描述過借助粘滑等辦法來減少失誤的理論規(guī)則。本人在 1992年提供了一種方法來診斷的線性誤差 ,調(diào)整控制器的參數(shù)優(yōu)化數(shù)控機(jī)床性能的測試工具。 994年和克里斯托弗描述激光彈桿系統(tǒng) 通過引導(dǎo)一個纖維有激光干涉儀。本人在 2001年通過驗證并開發(fā)的數(shù)控車床的聯(lián)動應(yīng)用 ,收緊誤差的辦法 ,彌補了這一缺憾。 上述造型系統(tǒng)提供了通用的線性控制測試。由于高額的測量裝置費 ,他們?nèi)匀徊荒芴峁┻m當(dāng)?shù)木€性控制系統(tǒng)因不同的目的。因此 ,在本文中 ,一些簡單和低成本的線性控制系統(tǒng)的開發(fā)目的。 他們進(jìn)對此進(jìn)行總結(jié)和描繪如下 : 1、激光二極管和輪廓的象限傳感器系統(tǒng)的輪廓半徑?。ㄐ∮?4 毫米的輪廓半徑)。 2、 視神經(jīng)規(guī)模大輪廓半徑輪廓和體積誤差的測試系統(tǒng)(高達(dá) 300 毫米的輪廓半徑)。 3、視神經(jīng)規(guī)模的體積輪廓誤差測試 系統(tǒng)。 4、自我支持的球的輪廓切割風(fēng)云變幻的考驗下桿系。 2、激光二極管與象限儀輪廓傳感器系統(tǒng)( 圖 1描述了激光二極管和象限傳感器測量系統(tǒng),激光二極管組成了一個光學(xué)鏡頭,一個盾牌,一個象限傳感器,提出一個信號,一個 A/ 限儀傳感器輸出電壓 4通道,而激光燈投射在上面。由于該象限探測器尺寸的限制,最多只有 4毫米輪廓半徑可用。然而,有很好的檢查了數(shù)控機(jī)床的動態(tài)性能不夠。 圖 1機(jī)器的性能測試工具象限傳感器 圖 2對激光二極管的工作原理和象限傳感器 如圖 2所示,激光二極管,提供激光 燈和光的重點和象限儀投影。象限儀輸出的四信道在長期的電壓信號。從傳感器上的象限投影點,在 軸位置可以得到。讓弗吉尼亞州, 3顯示了校準(zhǔn)圖,獲得在 X 軸和 圖 3 在一個象限傳感器軸校準(zhǔn)圖圖 4依據(jù)于 立式銑床的測試結(jié)果 本實驗測試使用 圖 4所示,象限儀傳感器的工作頻率范圍為 66列數(shù)控立式銑床奧姆控制器進(jìn)行了測試。輪廓進(jìn)給速度的選擇 10, 2100和 3200毫米 /分鐘。 2設(shè)置為三個運行為順時針和逆時針。 在實際測試中,當(dāng)上輪廓半徑降低進(jìn)給速度增加, 每個 3運行的重復(fù)性非常好。在 3200毫米 /分鐘進(jìn)給速度 時 ,半徑誤差為 。此外,在圖 4輪廓誤差結(jié)果顯示 45 °橢圓路徑。所有這些在圖 4輪廓誤差在發(fā)那科公司 1990年提供的手冊中有介紹。 3、尺度的光電測量系統(tǒng) 在本節(jié)光學(xué)測量系統(tǒng)的開發(fā)規(guī)模?;旧?,該系統(tǒng)采用的輪廓在數(shù)控機(jī)床的考驗。然而,采用這種系統(tǒng)體積誤差測試進(jìn)行了研究。然后,運用這種方法來測試系統(tǒng)的垂直度誤差為代表。 神經(jīng)規(guī)模輪廓測量系統(tǒng)的測試 圖 5顯示視神經(jīng) 規(guī)模測量數(shù)控機(jī)床性能測試系統(tǒng)。一個光學(xué)規(guī)模是固定在支撐塊。閱讀頭為指導(dǎo)的指導(dǎo)欄和感動的感動吧。一個線性軸承支承塊之間的固定和移動欄,而另一種是光學(xué)讀取頭之間的指導(dǎo)和酒吧固定的。一個主球是連接到一個磁棒,它是在數(shù)控機(jī)床主軸固定,而另一主球和磁棒磁性元素是一個基礎(chǔ),這是在測試數(shù)控機(jī)床工作臺設(shè)置固定的。 圖 在檢測過程中,兩個主球之間的相對位移進(jìn)行采樣。對于一個圓形輪廓測試,輪廓中心設(shè)置在表,而在兩軸機(jī)床,同時提出主軸球中心。該議案將導(dǎo)致視神經(jīng)輪廓規(guī)模沿著視神經(jīng)讀取頭。因此,樣品可通過計 數(shù)器和發(fā)送到 口卡。此外,軟件是簡單,記錄并分析數(shù)據(jù)。 圖 6在使用體積誤差測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的光學(xué)測量 4 光電規(guī)模的體積測量系統(tǒng)誤差試驗 根據(jù)數(shù)控機(jī)床定位測試 或 5 的標(biāo)準(zhǔn),一個簡單的測試可以執(zhí)行的位置,在一般情況下,由一個昂貴的激光干涉儀系統(tǒng)。對于不同的測量領(lǐng)域,不同的設(shè)置起坐是必要的。 正如溫玉寶以前的研究( 2000年),一個球體體積誤差可以進(jìn)行桿系由一球。在這種制度下,只有位置的誤差,球體的表面反彈,可由于該 性可變差動變壓器),這是在球桿系統(tǒng)采用工作范圍的限制。 總之,視覺尺度測量系統(tǒng)利用了兩個測量系統(tǒng)的優(yōu)點。 1、在一個設(shè)定后,一個空心球的數(shù)控機(jī)床空間誤差可以進(jìn)行。 2、這種光學(xué)尺度系統(tǒng)成本低。這是很容易操作。 3、對于數(shù)控機(jī)床不同規(guī)模,不同范圍的光學(xué)尺度總是可用的。 圖 6顯示了一個數(shù)控機(jī)床的空心球體的體積采樣路徑。在一成立,對視神經(jīng)規(guī)模的連鎖主球中心著手在被測試的數(shù)控機(jī)床體積中心。然后安排是可能的,即使間距采樣,以確定采取的路徑。例如,球被切成 5架飛機(jī)。每架飛機(jī)是均勻地切成 6線( 360° /60°)。每個系列包括 8( 24008)個采樣點。因此, 在一 個設(shè)置,注冊 240( 540)可以采取抽樣點。要測試的反彈和 3行需要的可重復(fù)性。因此, 2401440運行采取采樣點。這需要每個采樣 2秒。因此,需時約 1(包括設(shè)定時間)小時進(jìn)行這項工作 圖 7的垂直度誤差的 在此試驗安排在圖 7,水平 著,用同樣的設(shè)置和規(guī)模相同的光學(xué)測量系統(tǒng),讓主軸在 距離(偏移)軸。第二個輪廓,然后執(zhí)行測試。有了這個光學(xué)測量系統(tǒng)的規(guī)模,這是沒有必要的聯(lián)系,改變或設(shè)置,在此垂直測試了。如果沒有錯誤存在相同的方形分析的初始設(shè)置,在兩個輪廓測試錯誤(偏心)將對準(zhǔn)。 根據(jù)這項安排,第二個采樣數(shù)據(jù)分析之前必須進(jìn)行修改。因此 然后 : 采樣后用短環(huán)與長鏈和修改后的數(shù)據(jù)的原始樣本數(shù)據(jù)分析了最小二乘擬合。兩個單獨分析初始設(shè)置為錯誤的垂直誤差的計算使用。 在 在 其中( 第一個輪廓分析測試中心 其中( 第二輪廓分析測試中心 銷是測試后的第一個輪廓在 一個平面編碼器系統(tǒng),如雷尼紹 被開發(fā),如半導(dǎo)體和電子制造設(shè)備等應(yīng)用。該系統(tǒng)使用 2的閱讀讀 案在 方向同時正交網(wǎng)格傳感器頭。具有良好的動態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)可以提供高達(dá) 圖 8顯示了如何使用一個簡單的平面輪廓編碼器的測試安排。此平面式編碼器提供定位在每個軸的二維輪廓信息。在測試過程中,平面上設(shè)置編碼器的數(shù)控機(jī)床。該讀數(shù) 頭是固定的數(shù)控機(jī)床主軸。計算機(jī)的計數(shù)卡通過一個軟件可以讀取采樣數(shù)據(jù)。這種采樣輪廓設(shè)備提供了以下功能。 1、輪廓測試期間,在每個軸個別輪廓誤差可以得到。這是分析和有用的輪廓誤差補償。 2、上輪廓面積可高達(dá)為 微米至 300毫米 x 300毫米的決議,各種輪廓的路徑可以安排。 3、這是很容易設(shè)置和操作。 圖 8 平面輪廓編碼器測試 驗結(jié)果 一個簡單的輪廓上進(jìn)行測試是一個與 0果顯示上輪廓在 20毫米半徑可以達(dá)到 1和 230求 結(jié)果,絕對半徑誤差容易找到。對于一般的輪廓系統(tǒng)上,只給出了圓度。此外,在每個軸誤差可以單獨也可以找到,如果必要的。這對于分析的目的非常有用。 圖 9 具有平面編碼器的輪廓結(jié)果 5 自助聯(lián)動系統(tǒng) 本部分,自動聯(lián)動系統(tǒng)是制定了輪廓切削條件下測試的應(yīng)用程序。建議的補充勞工計劃示意圖圖 10所示。該系統(tǒng)由一個高精度的參考領(lǐng)域牢固地安裝在主軸,四棒, 定部分,磁性底座,旋轉(zhuǎn)軸和非接觸式傳感器。碳纖維傳感器連接包含一個非接觸式傳感器(渦流傳感器)位于球體之 間的參考。該傳感器的輸出代表了中心的距離變化范圍為圓形輪廓,機(jī)器進(jìn)行操作。額外的支持之間的固定部分和旋轉(zhuǎn)軸的鏈接提供了整體聯(lián)動將在水平面期間舉行的考驗。 圖 10自助聯(lián)動系統(tǒng)的輪廓結(jié)構(gòu) 廓與切削條件下的測試補充勞工計劃 補充勞工計劃是用于測試本在切割過程中,數(shù)控機(jī)床的動態(tài)性能。補充勞工計劃,不僅可以用于測試下非數(shù)控機(jī)床切削狀況,而且還可以擴(kuò)展到在切割過程中測試的動態(tài)性能。它是為在處理測量的重要性。 補充勞工計劃是用來測試一個立式數(shù)控加工中心與 貴- 動 態(tài)性能。測試條件如下: 1)、高速切割機(jī)(Φ 12毫米, 鈷 2)、標(biāo)本( 3)、切割寬度 12)、轉(zhuǎn)速 50(毫米 /分),順時針 5)、主軸轉(zhuǎn)速 )、輪廓半徑一百三十五毫米 7)、討論與結(jié)論 對于測試的目的不同,正確的測量工具應(yīng)該被應(yīng)用。本文系統(tǒng)提供四個輪廓。與同類軟件和硬件成本低這些系統(tǒng)的應(yīng)用提供了良好的解決方案。這些系統(tǒng)的功能,可以列出如下。 1)、象限傳感器系統(tǒng)提供短半徑輪廓輪廓。動態(tài)誤差可以檢查系統(tǒng)成功。 2)、光學(xué)測量系統(tǒng)規(guī)模提 供長期的工作范圍輪廓。因此,不論輪廓和體積的試驗可安排在所提供的方法。空心球的該系統(tǒng)體積誤差測試于一體化的成立為垂直度誤差的方法進(jìn)行了研究。 3)、對于加工測量,自我支持的聯(lián)動系統(tǒng),制定了有 /無切削條件輪廓測試。該系統(tǒng)驗證了一個簡單的模型和實驗結(jié)果。 總之,在這個文件中,提供的系統(tǒng)和測量方法是在數(shù)控機(jī)床不同的測試用途 。 致謝 特別感謝國家科學(xué)委員會,臺灣和中國共和國對這項工作給予的支持。 參考文獻(xiàn) [1] 巴頓布萊恩 .《 測量的機(jī)器和 機(jī)床的簡單方法》 第四卷 , [2] 瓦特納普 .《 測試的機(jī)床和測量機(jī)及其關(guān)系到機(jī)器的錯誤立體的不確定性 》 .《 機(jī)械工程研究所紀(jì)事 》 ,983年 [3] 瓦特納普 .《 循環(huán)的三坐標(biāo)測量機(jī)工具測試 》 第三期, [4] 華柿野 .《補償?shù)娜S坐標(biāo)測量機(jī)和雙球桿測試評價誤差向量分析》 985 [5] 年 華柿野 津 .《 數(shù)控機(jī)床和運動誤差及其來源診斷磁球用伸縮桿法 》 .《 機(jī)械工程研究所通志 》 6 卷第 1期 987年 [6] 華柿野 關(guān)于數(shù)控機(jī)床(第一報告)運動精度研究 的 [7] 華柿野 津 .《 關(guān)于數(shù)控機(jī)床(第二報告)診斷運動誤差源用雙球桿測試運動精度研究 》 986年 [8] 瓦特納普 .《 循環(huán)試驗數(shù)控機(jī)床的工業(yè)應(yīng)用 》 .《 雜志工業(yè)的生產(chǎn)工程 》 0卷 [9] 瓦特納普 .《 長度測量定位精度 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