用海德汉编码器打造完美表面.PDF

技术信息 用海德汉编码器打造完美表面 创造完美表面需要消耗大量时间和精力。例如，位于芝加哥千禧公园由艺术家Anish Kapoor创作的“云门”雕塑— 的最终抛光消耗了 24名专业人士数月时间。这个不锈钢雕塑重达99吨，体积庞大，尺寸达10 m x 20 m x 13 m，它完美无暇地展现了芝加哥的天际线。 同样，在机床行业，也经常需要这样的完美表面，尤其是模具加工中。然而，其经济性是一个重要因素。在短时间内生产严格公差要求 和高质量表面的零件十分困难。模具制造中生产高质量工件需要在粗加工阶段切除大量材料，而在精加工阶段又要达到完美的表面质 量。只有最优的表面质量才能避免后续成本，例如手动抛光。除机床机械结构质量和数控系统相应性能外，影响最佳铣削效果的第三个 因素是测量技术。 为达到零件的更高表面质量，提供单信号周期内极小误差（细分误差）的编码器发挥着关键作用。例如，细分误差导致工件表面留下 周期性的异常刀痕，这种刀痕严重影响模具制造。 表面缺陷突出 人眼对结构性变化非常敏感，即使工件表 面极小的缺陷也能被发现。例如，对于一 个像素高达500万的显示器，如果有一个 像素缺陷也能被立即察觉出来。人眼对周 期性表面缺陷更为敏感。测试件显示只有 0.2 µm的周期性形状误差都可被清晰地分 辨出来。尤其是模具制造，这些形状误 差—尽管它对精度没有影响—很难消除， 需要高昂的修复加工才能消除。 云门—完美表面实例 2013年9月 创造高表面质量的前提条件 周期性表面缺陷的可能原因 只要两个正弦输出信号相同，也就是说相 单信号周期内位置误差的影响 工件表面上的可见缺陷有不同的表现形 同的波形、幅值、占空比和相位差是准确 模具制造的几何形状日趋复杂，工件加工 式，可能是暗影也可能是波纹。从正常视 的90° ，细分过程就能没有误差。输出信号 难度越来越高。用5轴加工时，所有进给轴 距看，人眼能发现这些表面的不连贯现 的误差将造成重复的误差，每个扫描信号 共同运动的情况非常普遍。如果用多个NC 象。其原因其实完全不同： 周期重复一次。因此，它被称为单信号周 轴插补加工倾斜面或曲面，细分误差将直 • 影响加工过程的机床振动（参见技术信 期内误差或细分误差。 接反映到工件上。 息动态高精 ） • 轴编码器的短周期误差（单信号周期内 单信号周期内位置误差大小由以下因素决 用小角度加工倾斜面时，这个影响尤其明 位置误差，即细分误差） 定： 显。Z轴编码器的细分误差投影到倾斜工件 • 信号周期大小 表面上后明显可见。由于倾斜，沿刀具路 该“技术信息”提供了有关由于单信号 • 光栅一致性和周期确定性 径将有n倍放大的信号周期。进给轴沿Z轴 周期内位置误差导致的表面缺陷。 • 扫描滤波器结构质量 运动一个信号周期时