机床检测及精度修正分析

机床检测及精度修正分析

摘要机床的检测不仅关系到产品的加工精度，而且影响着机床的使用寿命，随着加工要求的不断提高，机床的检测也变得越来越重要。要想有效进行机床的检测首先要进行测量方案的设计，并针对实际的情况进行误差产生原因的分析。本文通过具体的经验论证了软件补偿方式在精度修正方面的重要作用。

关键词激光干涉仪；精度修正；误差分析；机床检测

中图分类号tg659 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）94-0058-02

所谓的定位精度是指机床在数控装置的控制下，各个部位在运动过程中表现出来的精度性能。根据机床的定位精度，可以进行数控机床加工精度的判断，加工精度做为机床精度性能的关键指标，对其进行的检测活动也具有实现误差补偿的作用。影响加工精度的因素非常的多，例如机床结构、相关系统的性能以及工作环境等，要想有效的降低机床定位的误差就要采用精度很高的检测系统来实现。随着生产的不断发展，机床的加工精度只有不断提高才能适应现代化生产的需求，所以，通过高精度的检测来实现对机床加工精度的控制具有十分重要的意义。

1 机床检测

传统的精度误差测量方式分辨能力很低，系统误差的客观存在不仅直接影响到机床的加工精度，同时也使得其它因素在精度的测量过程影响到测量的准确度。现代的机床精度检测则采用超精密的检

测设备，通过具有高分辨率的双频激光干涉仪来实现对机床的精密测量。这种高精度的干涉仪，能够从系统本身、测量方式以及环境条件等方面出发，通过对误差来源的分析，采用实现有效的补偿手段来完成检测工作。要想有效实现机床精度的检测，首先要设计出具体的测量方案，再进行误差分析的设计，最后通过误差的软件补偿技术来实现检测精度的提升。

1.1 测量方案设计

在进行机床精度检测前，要在机床坐标轴线方向上进行测量设备的安装，依据机床坐标轴的实际情况，采用不同的组合方式来完成的坐标轴上的安装。在实际的安装中，一定要对激光头进行调整，保证机床移动的轴向方向与双拼激光干涉仪的光轴处于同一直线上，调准光路的方向，使测量的光线与参考光线的路径尽量保持一致，这样能够保证干涉仪顺利接收到信号。我们知道双拼激光干涉仪在抗干扰性方面有很好的表现，所以一般只要损失后的光强度能够达到40%以上就能够完成正常的测量。

在激光预热完成后，就可以将测量的参数输入进去，包含机器以及材料方面的具体参数。其中的环境材料参数不必通过人工的方式来进行输入，因为气压和温度的传感器可以对环境参数进行自动的收集，一般来说，材料参数依据机床光栅所附着的材质不同来进行设置。在设定机器参数时，要明确行进的模式，完成行程的双或者单的选择后，再设置目标、合适的坐标轴以及触发选项等。在触发选项中，可以进行数据采集方式的选择，包括人工和自动两种方式，

还可以设置坐标轴在窗口中显示的分析范围以及自动收集数据进

行的时间间隔。目标设置就是明确测试的起点和终点以及间隔点，并对采集的点数进行计算。除此之外，周期数对激光干涉仪对于机床往复运动次数的记录具有规定的作用，通过测试能够完成对机床重复性定位精度的计算。

1.2 分析测量误差

从激光干涉仪本身来说，计数器来对干涉条纹进行记录的时候可能会引入一些误差，如果机床精度测量实际环境中空气的折射率与标准环境情况下相差较大，那么在计算时就会产生误差。同时，在实际的测量中，温度的变化、力产生的变形以及振动和共路的偏离等因素，都会给实际的测量带来一定的影响，进而导致误差的产生。此外，测量的过程中也会出现误差。在干涉仪的安装过程中，如果机床运动的轴向与测量轴方向不一致就会导致安装误差，由于工作中机床的温度的变化以及不均匀的线膨胀系数也会造成误差，再加上干涉仪本身存在的极限误差，就会造成测量过程中的误差的产生。

要有效避免干涉仪误差的产生需要注意几个问题：第一，要是测量镜移动的长度尽量的缩短，严格按照同路的原则来进行设定；第二，定期检查激光干涉仪的状态，保证稳定的激光波长，使测量基准具有良好的稳定性；第三，注意实际测量时的环境控制，通过对环境的温度、空气折射情况以及气压的修正来消除环境中存在的误差因素，保证机床测量结果的准确性。

2 数据分析及精度修正

在完成一次机床检测之后，根据分析窗口的数据，可以进行软件的补偿操作。实现软件补偿的方式有两种，绝对型和增量型。其中增量型就是按照被检测轴上邻近的两个补偿点之间的误差值来进

行补偿，而绝对型是按照被补偿轴上不同补偿点的绝对误差来实现补偿。在完成首次机床测量后，通过误差值计算得到补偿量，再将补偿量填入相应的地址单元，作为下一次机床测试的参数。按照这样的步骤，在检测结果的基础上进行多次的补偿测试，大约两到三次之后，就能够达到技术的要求，完成机床的检测。

大量的机床测量经验表明，通过对机床的参数进行螺距补偿的方式，能够使定位的精度得到大幅度的提高，同时重复精度也有提高，对于其它的部分机床参数，例如反向平均误差等，也有良好的改善作用。可以看出，通过螺距补偿的方式能够使数控机床的定位精度测量达到良好的效果。在对测量过程以及干涉仪进行误差性补偿的过程中，我们可以得到以下几个结论：第一，双拼激光干涉仪可以被用来进行机床精度的检测，因为它具有较大的测量范围同时具有分辨率高的特点，保证其能够完成高精度的检测；第二，通过螺距补偿的方式能够有效提升机床测量的重复性精度以及定位精度，有效的软件补偿能够提升整个机床测量的精度；第三，针对一些环境因素可能对激光干涉仪精度测量造成影响的情况，我们要对环境中产生的以及客观存在的误差进行正确的计算，尽量使环境满足测量的需要，有效完成机床的检测。

3 结论

综上所述，在数控机床的检测过程中，有效的补偿测量能够完成精度的修正，对于数控机床精度的提升具有十分重要的意义。在实际的机床检测中，要尽量减少设备自身以及测量环境中的影响精度的因素，再通过软件补偿的方式进行多次测量，使机床的测量达到最佳的效果。

参考文献

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