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技术应用 机机电电工工程程技技术术 年年第第 卷卷第第 期期 !!## $$%% 利用’()*(+,-)+ 平面光栅作数控机床的圆检验. ! 周 勇 ，陈吉红 ，简志雄 （华中科技大学国家数控中心， 湖北武汉 ； 广东省机械研究所， 广东广州 ） / %$0% !/ #1$# 摘要：对机床作圆检验常用的仪器是球杆仪，它具有测量精度高，安装方便，测量时间短，不需额外加工测试件等优点，但也 存在不能进行小半径测量且仅为一维测量等局限性。本文介绍了德国’()*(+,-)+ 公司开发的用于测量机床二维运动轮廓精度的 高精密平面光栅，对圆检验中的典型误差类型及其来源进行了分析，并对评定圆检验的方法做了阐述，最后给出测试实例。 关键词：圆检验；数控机床；平面光栅 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： 231#4 5 464%4! 7!#8 6%96% 引言 于测量机床二维运动轮廓精度的高精密仪器，它是利用玻 在高速加工或模具制造中，机床的运动精度非常重要。 璃光栅的光电传感原理工作的，包括一个光栅平面和一个 为了实现高的质量和生产率，了解满足精度所需的最大进 非接触式测头，光栅平面的钢制底座安装在工作台上，测 ［］ 头安装在主轴端部，另外还有一个计数卡 （ ）装在 给率也是很重要的 。圆检验是测量和校准数控机床运动 FC!! 精度的最好的方法之一。通过在非加工状态时指令机床的 普通 :; 机上，利用 ;;GD 软件的信号显示，调整测头 两线性轴作圆插补运动，从测得的圆轨迹 （运动轮廓）可 上的精调螺母，使测头处于最佳位置。调整好后，即可通 以获得运动精度。而且，从轨迹的模式还能判断误差来源。 过;;GD 软件进行设置和测量。只要在平面光栅的有效 对机床作圆检验常用的仪器是球杆仪，它基于 ?@2 工作范围内H不论按I; 指令执行的工作台与主轴所做的相 （线性差动变压器）技术，通过产生与磁心位移成比例的 对运动是规则的圆运动、直线运动或者是不规则的复杂平 电压来精确测量机床圆插补运动的轨迹，具有测量精度 面运动H都可以通过安装在主轴端上的读数头及后续电路直 高、安装方便、测量时间短、不需额外加工测试件等优 接 “读出”其运动轨迹是否精良的信号，其读数分辨率可 点。然而，球杆仪也存在较大的局限性。首先，大多数球 达#+A 。该方法也被称之为光栅标定法。这种测量方法的 杆仪正常的测量范围是半径#AAB1AA ，但是，在很多 特点是：测量精度较高，非接触测量使得测试灵活、对测 量时的相对运动速度约束较少，更适合高速高精测量。图 应用场合，尤其是模具加工中，曲率半径往往小于#AA ， 并且，进行小半径的轮廓测试，一般可忽略机床几何误差 为平面光栅的实物安装图。 的影响，可将机床机械部分产生的误差和伺服控制系统产 生的误差区分开来。此外，球杆仪的测量通常是一维测 量，仅仅测量沿角位置的半径变化。角位置不是测量出来 的，而是通过假定机床进给率为常数计算出来的，这就不 可避免地带来误差。 本文介绍的平面光栅 （ ）是一种非接触式的