试验验证圆度测量中圆心偏对球杆仪测试结果的影响.pdf

试验验证圆度测量中圆心偏对球杆仪 测试结果的影响 王 冠明 郭宏伟 曹文 智 于 文东 沈 阳机床 集 团 有 限责任公 司 国家重点 实验 室 辽 宁 沈 阳 1 0 1 4 2 Te s t if y Af f e ct s o n Ba ll Ba r Ex p e r ime n t a l Re s u lt s b y Cir cle Ce nt e r De v ia t io n W ANG Gua n ming GUO Ho ng we i CAO W e n z hi YU W e n d o ng S h e n y a n g Ma ch i n e To o l Gr o u p Co Lt d S t a t e Ke y La b o r a t o r y S h e n y a n g 1 1 0 1 4 2 Ch i n a 摘要 基 于 Re n is h a w QC 2 0一W 球 杆仪 对 某 型 卧 式加 工 中心进行 了圆度 测 试 给 出 了圆度 测 试 的 结果并对结果进行 了分析 试验 结果表 明 在对数 控机 床进 行 圆度 测试 时 圆心 偏 移 对 于轨 迹 误 差 测 量的影响可以忽略 最后分析 了球杆仪解算器的误 差分离功能 得出了在 对数控机床进行圆轨迹误差 测试 时可 以不考虑 圆心 偏干扰 的 结论 关键词 球杆仪 圆心偏 综合误差 动态特性 中 图分类 号 TH1 6 1 T G7 1 5 文献标 识 码 A 文章 编号 1 0 0 1 2 2 5 7 2 0 l1 1 2 0 0 6 0 0 3 收稿 日期 2 0 1 1 0 6 O 9 基金项目 国家重点 基础研究发展计划 9 7 3计划 2 0 1 0 C B 7 3 6 0 0 3 Ab s t r a ct Cir cu la r it y t e s t is d on e on a ce r t a in ho r iz on t a l ma chini ng ce nt e r ba s e d o n Re n is h a w QC2 0一W b a ll b a r t h e cir cu la r it y t e s t r e s u lt is g iv e n a nd a n a lyz e d Th e e xp e r ime n t r e s ul t s ho we d t ha t t he cir cle ce n t e r d e v ia t io n S e f f e ct t o CNC ma ch ine t o ol s co nt r a il e r r or me a s u r e m e nt ca n b e ne gle ct e d Fin a lly t he e r r o r s e p a r a t io n f u nct io n o f b a ll ba r s ca lcu la t o r co n clu s io n t h a t cir cle ca n no t b e co ns id e r e d is a n a lyz e d a n d co m e t o t h e ce n t e r d e v ia t io n d is t ur b a nce wh e n ci r cu la r i t y t e s t o n CNC ma ch ine t o o 1 Ke y wo r d s ba ll b a r cir cle ce n t e r d e v ia t io n s y nt he s is e r r o r s d yn a mic cha r a ct e r is t ics 同时上位机 以 OP C方式与 电厂 DC S联网 成 为电厂的一个可靠子 系统 以实现 电厂管控一体要 求 4 结 束语 电袋复合式除尘器作为新型除尘设备 由于其 巨大 的优点 越 来 越 被 用 户 所接 受 本 文 提 出 的 控制系统设计方法 新颖实用 可靠性高 抗干扰能 力强 性价 比高 为进一部发挥电袋复合式除尘器的 优越性 使其稳定可靠运行提供了保证 参考文献 1 C a n a d a s I N a v a r r e t e B I mp r o v e me n t o f f i n e p a r t i cl e s co lle ct io n e f f icie n cy in la r g e p u lv e r iz e d co a l p o we r p l a n t s E S P S r e t r o f i t t i n g t o h y b r i d co l le ct o r s 1 R T h e 9 t h I n t e r n a t io n a l Co n f e r e n ce o n Ele ct r o s t a t ic P r e cip it a t o r S o u t h Af r i ca I CES P I X 2 0 0 4 6 O 2 D AN G X i a o q i n g S H1 Yo n g MA Gu a n g d a e t a 1 Re s e a r ch o n p e r f o r ma n ce o f e le ct r o s t a t ic b a g p r e cip it a t o r wi t h co mp a r a t i v e in d u s t r i a l t e s t s R T h e 1 l t h I n t e r n a t i o n a l Co n f e r e n ce o n El e ct r o s t a t i c Pr e ci p i t a t o r Ha n g z h o u in Ch i n a I CES P X I 2 0 0 8 1 3 3 解 标 赵 永丽 电袋复 合除 尘器 技术应 用研 究 报告 V A 第 十三届 中国电除尘学术会议论 文集 C 青岛 中国环 境保 护 产 业 协 会 电 除尘 委 员会 2 0 0 9 5 4 0 5 45 4 中国环境保护产 业协 会电除尘 委员会 我 国电除尘行 业 2 0 1 0年发展综 述 J 中国环保 产 业 2 0 1 1 5 2 8 3 4 5 中国环境保护产 业协会 袋式 除尘委员会 我 国袋式 除 尘行业 2 0 1 0年 发 展综 述 J 中 国环保 产 业 2 0 1 1 5 21 27 作者简介 兰淑斌 1 9 6 5 一 女 福建武平人 实验师 主要 从事电子技术教学与电气设计研究 机 械 与 电子 2 O 1 1 1 2 证 圆度测 量中圆心 0 引言 圆弧插补精度检测是评定数控机床的一项重要 指标 传统的方法是通过实 际切削样件 的精度来间 接反映该项指标 虽然能在一定程度上反映出机 床 的一些误差 但其中还可能隐藏着一些误差无法 准确分析 球杆仪用于检测圆弧插补综合精度已经 在业界得到广泛认可 测试数据结果分析中最重要 的就是误差分离和分 析 应通过分 析和试验结合 的 方式来研究 以期在后续误差处理分析工作 中取得 更好的效率 1 卧式加 工 中心 1 1 主 机 被测机床为现行工业体系内柔性生产线组线主 机 具备 自动换刀功能 ATc 自动交换工件功 能 AP C 自动排 出切屑功能 AC R 进给轴有 x轴 y轴 Z轴和 B轴回转轴 主机外观如图 1 所示 图 1主 机 外 观 卧式加工中心采用最流行 的 框 中框 结构实 现 x轴 和 y轴进给机构 控制系统采用发那科 O I 并配备海登汉闭环反馈直线光栅尺 目标客户为柔 性生产线组线应用 1 2 现场 安 装测 试仪 器 根据研究对象 Xy轴的要求 所测试 的圆弧轨 迹在平行于 XY轴的平面内运行 在工作台上安装 了立卧转换板以适应球 杆仪磁性底座安装 和调整 主轴接 口标准为 HS K6 3标准 采用 HS K 6 3刀柄接 口前端为 E R夹套可以夹持直径 1 2 mm 的圆柱 2 球杆仪 QC 2 0 一W 球杆仪包括一个 R e n is h a w 自主设 机 械 与 电 子 2 O l1 1 2 计的精密位移传感器 已申请专利 它用于测量球 杆仪在绕一个固定点旋转时的半径变化 所测得的 数据 用 于 根据 I S O 2 3 0 4 AS ME B 5 5 4 5 7和 GB 1 7 4 2 1 4等国际标准 计算定位精度 的总体测量 值 圆度 圆度 偏 差 在 采 用 R e n is h a w 独 特 的 诊 断报告格式分析该数据时 还可提供单个误差源 的 详细诊断口 数据以图形和数字 的格式显示 用 以 帮助故障诊断 2 1 球杆 仪 现场 测试 条件 被测机床装配调试完成 机床在冷态下开始试 验 满足试验前 自动空运转 3 0 mi n 保证试验时所 测试状态最接近真实工作过程中的情况 准备与机床主轴接 口标准配套 的刀柄 机床使 用的刀柄 为 HS K6 3标准 与球杆仪相连接 的是 内 孔直径 1 2 mm 的 E R夹套 进行测试时按 图 2所 示 连接好 即可进行 测 试 图 2 球杆 仪的测试 安装 2 2 球杆仪测试方法和步骤 编制运行测试程序 注意最好使用 G5 4指令 这样可 以提高测试过程的安全性 3 使机床的主轴 相对工作 台转动 转动路线如图 3所示 测试半径 1 0 0 mm 逆 时针 运 行 开始 点 在 z一 1 0 1 5 y 0 然 后 直线运动到 z一1 0 0 y 0 逆时针旋转2 圈后到 输 出 开 始 图 3 运行球杆仪测试所需要 的机床 运动轨迹 61 证 圆度测 量中圆心 达 z 一1 0 0 y 0 然后 回到 一 1 0 1 5 y O 顺 时针 不同点在于圆周运动方 向相反 其余都一样 需要指 出的是开始和结束的这一小段 1 5 in m的直线是不 能省掉的 它的作用在于告诉软件测试开始的时间 和结束时间 调试好程序后先大概定一下 x y的工件坐标原 点 G5 4 并空运 行一遍 确认无 误后再 安装球杆 仪 首先把球杆仪的磁力球座放在需要测试的机床 行程范围内 然后把机床调到手动状态 调整 XY轴 使装在主轴刀柄上的磁力球窝和磁力球座上面的小 球位于一条平行于机床主轴回转 中心线的直线上 慢慢移动机床 Z轴使球窝距 离球 1 mm 左右停止 松开磁力球座上面固定小球 的螺钉 啪 的一声小 球被磁力吸入主轴上的球窝 这时重新定 G 5 4零点 的 XY Z坐标为零 然后手动调整主轴沿 Z向使磁 力球窝和磁力球座离开磁力球座约 6 O mm 此后可 以自动运行测试程序 空运行测试程序一遍后 就可 按图 3所示装好球杆仪进行测试 了 严格按照步骤 测试非常关键 否则会 出现撞机床或球杆仪的事故 2 3圆轨 迹测 量结 果 图 4为卧加机床 圆轨迹测试数据 图 在雷尼绍 软件内分析中心偏 X轴数据为一2 6 4 m Y轴数 据为一2 8 0 m 町针 轨 地 一 逆 时针 轨 迹 I l l l I tl l J l J l I I l l l I 二 行2 一 2 O m 格 图 4圆轨 迹测 试数 据图 通过 G5 4给 X轴加上 2 6 4 m Y轴加上 2 8 0 m 再次测得圆轨迹结果如 图 5所示 此时再次在 雷尼绍软件内分析中心偏 x 轴数据为 一0 6 m Y 轴数据为 0 2肚 m 整个测量过程 中 修改圆心偏前后圆轨迹相关 精度参数指标如表 1 所示 由表 1可知 在用修改工件坐标原点 的方法补 偿圆心偏前后 数控机床卧式加工中心的反向间隙 反 向跃冲 垂直度和 圆度等关键指标 2 变化均在可 62 承受 范 围 内 时针 轨 迹 一 逆 时针 轨迹 一 l l I I f I l I 行2 一 n U m 格 图 5 圆轨迹 测试 数据图 补偿 圆心偏 表 1 修改圆心偏前后 圆轨迹参数 比较表 x m 3 结束 语 根据实验结果 本 台卧加机床在使用修改工件 坐标原点的方法补偿圆心偏前后 机床 X y轴运动 的反向间隙 反向跃 冲 垂 直度 圆度等关键指标测 试结果变化均不超过 1 m 变化可以忽略不计 研究结果表 明 在使用球杆仪测试 数控机床圆 轨迹精度时 由于手工操作 圆心偏移误差不可避免 在不能快速找到真正圆心时 可以允许一定量的圆 心偏误差存在 其对于圆轨迹误差的其 它项 的影响 几乎可以忽略不计 这样可以快速测试研究工作所 急需的圆轨迹精度数据 提高了工作效率 参考 文献 1 An A me r i ca n N a t io n a l S t a n d a r d AS ME B 5 5 4 1