一．、前言

随着数控机床应用的普及,采用激光干涉仪对数控机床进行定位精度检测也成为目前公认的高效、高精度的检测方法。但是不同的机床使用激光干涉仪检测的精度曲线会各不相同,因此想要提高数控机床定位精度,就需要对不同的测试结果给予全面而科学地分析,本文就API产品在使用过程中遇到的几种机床误差曲线的误差源及解决方案提出分析,供更多关心数控机床精度检测和误差修复的人士参考。

二、数控机床定位精度常见误差曲线及分析

1、负坡度

上图中曲线向外运行和向内运行两个测试均出现向下的坡度。此图显示在整个轴线长度上,误差呈线性负增加。这表示激光系统测量的距离短于机床位置反馈系统指示的距离。(分析以上数据时，使用API公司测量软件图形类型的符号约定。一些三座标测量机(例如ⅦDI2617)使用相反的符号约定,因此图形坡度与之相反。)

负坡度可能原因:

1)在激光干涉仪设置上可能的问题:光束准直调整不正确,如果轴线小于预设值则可能是材料热膨胀补偿系数不正确、材料温度测量不正确、波长补偿不正确。

2)机庆可能的误差源:俯仰角和偏摆角造成阿贝(Abbe)偏置误差、机床的线性误差。

3）整条丝杆螺距的实际值比理论值小，并持续累积于负值！确定来料与标称精度是否一致

针对以上问题建议:如果轴线行程很短,请检查激光的准直情况，检查气象站是否已有效连接，或者检查手动输入的环境数据是否正确;检查材料传感器是否正确定位以及输入的膨胀系数是否正确;条件允许使用具备角度测量功能的5D干涉仪重新做一次测量,检查机床的俯仰和偏摆误差。同时也检查系统丝杆导程设置是否正确！

2、正坡度

上图显示在整个轴线长度上，误差呈线性正递增。这种图示可能是以下几种问题:

1)在激光干涉仪设置上可能的问题,如:材料热膨胀补偿系数不正确、材料温度测量不正确、波长补偿不正确。

2)机床方面的问题,如:俯仰和扭摆造成阿贝(Abbe)偏置误差、机床的线性误差

3）整条丝杆螺距的实际值比理论值大，并持续累积于正值！确定来料与标称精度是否一致

针对以上问题建议:

1)检查气象站和测量头是否已连接并有效，或者检查输入的手动环境数据是否正确。

2)检查材料传感器是否正确定位以及输入的澎胀系数是否正确。

3)使用具备角度测量功能的5D干涉仪重新做一次测量检查机床的俯仰和扭摆误差。

   4）同时也检查系统丝杆导程设置是否正确！

3、周期性曲线

上图显示整个轴线长度上的重复周期差。沿轴的俯仰保持不变,但幅度可能变化.

周期性曲线可能原因:

1)在激光干涉仪没置上可能的问题,该曲线的误差大小不太可能与仪器操作有关,主要去分析机床本身的误差源。

2)机床方面的问题:丝杠或传动系统故障、编码器问题或故障、长型龙门式机床导轨的轴线直线度。

3）查看激光干涉仪的直线度上下及左右方向（3D以上系列具备此功能）数据，观察是否有正玄波图形！

针对以上问题建议:采用小得多的采样点间隔在一个俯仰周期上再测量一次,确认俯仰误差。作为一项指导原则,如果你要检查的是机床某元件的周期性影响,可将采样间隔设为预期周期性俯仰的1/8。比较以下各项,确认可能的误差来源:机床丝杠的螺距、齿条的齿距、编码器、分解器或光栅尺俯仰、长型门式轨道的支撑点之间的距离。如果你在图上记录一个完整期(俯仰)长度,将对引起问题的原因有所了解。例如,如果误差周期是20mm,查阅机床于册我们发现丝杠的导距也是20mm,很显然,我们看到的误差与丝杠旋转问题有关。丝杠可能在最近的一次维修或机床移动时被弄弯了或者丝杠偏心旋转。

在大型门式机床上,可能的原因是齿条和齿轮传动系统装配差劣或齿轮不均衡运行。检查齿轮的有效周长和齿条的齿距,并将它们与图形比较。

检查位置反馈系统。将周期性误差大小与感应式测量器( Induc tosen)'计量器上的编码器节段或‘球栅尺( Spherosyn)计量器中的球尺寸比较。

    如果周期性误差很小,应考虑编码器插补故障的可能性。以极小的采样间隔重新检

查,以降低伪信号的可能性。