为什么测试下载速度度跟测试的差这么多?

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数控机床进给速度对圆度的影响測试与分析

ty test;error analysis 0 引言 球杆仪是机床生产厂商常用的精度检测设备 主要用于对机床多轴联动精度的检验。国际标准 ISO 2304、美国国家标准ANSI B5.54、美国國家 标准ASME B5.57、日本国家标准JISBB6194和中 国国家标准GB17421.4等标准规定了采用球杆仪 进行数控机床的圆度检验机床生产厂商一般在机 床的常用速度和圓半径状态下测试机床的联动精 度。机床的进给速度对圆度的影响很大但是目前 几乎没有文献测试和分析进给速度对圆度的量化影 响。 國内外很多学者和工程技术人员对球杆仪圆测 试进行了很多研究裘越等[1 介绍了球杆仪在数控 机床精度验收和维修诊断中的应用,王家兴等 采 用球杆仪对数控车床进行了圆度测试并进行了伺服 参数优化王冠明等l_3 测试了卧式加工中心的圆度, 并通过试验验证了圆度测量时圆惢偏对球杆仪测试 结果的影响商鹏等_4 提出了一种基于球杆仪进行 快速检测高速电主轴热漂移规律的新方法,王清丽 等[5]分析了球杆仪分离絀的部分机床误差产生的原 因 采用球杆仪对某型立式加工中心进行了不同进 给速度下的圆度测试,每个进给速度下测试2次以 期掌握进給速度对圆度测试的量化影响。 1 圆度测试仪器 圆测试采用的设备为Renishaw公司生产的 QC20一W无线球杆仪如图1所示。它是一种快速 检测机床联动精度嘚精密仪器球杆仪由可伸缩的 球杆和球座组成,球杆内部安装有可伸缩的纤维杆 内的高精度位移传感器传感器包括2个线圈和1 个可移动嘚内杆,其工作原理类同于使用LVDT技 术的位移传感器当其长度变化时,内杆移人线圈 感应系数发生变化,检测电路将电感信号转变成位 迻信号通过接口传人PC机,通过分析采集的数据 得到机床的各误差元素 54 图1无线球杆仪 2 立式加工中心的圆度测试 采用QC20一w无线球杆仪对立式加工中心的 Xy平面进行圆度测试。在CNC系统中设置X 轴和y轴联动进行走圆运动设置圆测试的半径为 100 mm,进给速度分别为500 mm/min1 000 ram/ rain,3 000 mm/min每种进给速喥下分别测试2 次。图2给出了不同进给速度下的圆度误差图 a进给速度50 b进给速度1 000 mm/min c进给速度3 000 mm/rain 图2不同进给速度下的圆度 通过图2可以看出,不哃进给速度下的圆度误 差图基本一致但是误差大小不同。 将不同进给速度下的圆度测试数据进行整理 圆度误差与进给速度的关系,如圖3所示 通过图3可以看出,在圆半径相同的情况下伺 服轴的进给速度越大,圆度误差越大且影响明显, 近似成正比例关系 机械与电孓20142 . 囝 。 l ▲ l 0 500 l 500 Z 500 3 500 进给速度/rammin 图3不同进给速度时的圆度误差对比 对球杆仪测试的圆度误差进行误差分离得到 不同进给速度下的误差数据及排序,分别如表1~3 所示 表1 500 ram/rain的误差排序表 通过以上的分析可以得到如下结论 a.机床在相同进给速度时的主要误差项及其排 序基本相同。 b.机床在不同进给速度时的主要误差项及其排 序均不同 在得到立式加工中心的主要误差项之后,对各 项误差的表示形式、产生的原因及其影響进行了分 析如表4所示。 机械与电子2o142 表4各项误差的原因及影响分析 3 结束语 在某立式加工中心上采用无线球杆仪进行了不 同进给速度下的圓度测试给出了不同进给速度下 的各项误差排序,并对各项误差的原因及影响进行 了分析得到了机床在相同进给速度时的主要误差 项忣其排序基本相同,在不同进给速度时的主要误 差项及其排序均不同的结论最后,仅采用球杆仪 分析了进给速度对圆度的影响将来还需要针对工 件进行实际切削测试。 参考文献 [1]裘越李家忠.球杆仪在数控机床精度验收和维修诊 断中的应用EJ3.设备管理与维修,201213234. [2]王家興,郭宏伟赵峰,等.基于球杆仪的数控车床几 何误差检测和补偿EJ].制造技术与机床2011,10 132139. [3]王冠明郭宏伟,曹文智等.试验验证圆喥测量中圆心 偏对球杆仪测试结果的影响[J].机械与电子,2011 126062. [4]商鹏,张大卫刘泽富.基于球杆仪的高速电主轴热 漂移检测方法EJ3.机械设計,20082587073. [5] 王清丽,李 伟.应用球杆仪分析数控机床误差[J].机 械工人2005,45152. 作者简介李鑫1981一男,辽宁鞍山人工程师,研究 方向为机床共性关键技术等;刘阔1983一男,辽宁沈阳人高 级工程师,研究方向为机床可靠性技术和性能测试技术等 55 5 5 5 5 4 4 目Tf\棚 匦


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