激光干涉儀的鐳射使用校驗(yàn)操作方式_圖文

1、API激光干涉儀直線軸使用校驗(yàn)操作方法二、FANUC Oi系列 CNC數(shù)控系統(tǒng)定位精度誤差補(bǔ)償2.1螺距誤差及反向間隙補(bǔ)償參數(shù)介紹:直線軸的數(shù)控精度補(bǔ)償必須設(shè)定的參數(shù)有:(1No.1320 各軸的正向軟限位。(2No.1321各軸的負(fù)向軟限位。(3No.1800#4 切削進(jìn)給和快速進(jìn)給是否分別進(jìn)行反向間隙補(bǔ)償,0:否、1:是。(4No.1851 各軸的切削進(jìn)給反向間隙補(bǔ)償量,單位m。(5No.1852 各軸的快速進(jìn)給反向間隙補(bǔ)償量,單位m。(6No.3620 各軸參考點(diǎn)的螺距誤差補(bǔ)償號(hào)碼,范圍:01023。(7No.3621各軸負(fù)方向最遠(yuǎn)端的螺距誤差補(bǔ)償號(hào)碼,范圍:01023。(8No.362

2、2各軸正方向最遠(yuǎn)端的螺距誤差補(bǔ)償號(hào)碼,范圍:01023。(9No.3623各軸螺距誤差補(bǔ)償倍率,范圍:0100。注釋:存在不規(guī)律現(xiàn)象,視設(shè)備出廠設(shè)置倍率為一倍,除去被廠商鎖定的情況,下文會(huì)針對(duì)常見數(shù)設(shè)備倍率的選擇做出解釋。(10No.3624 各軸螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)的間距,即螺距,范圍:099999999.(11No.8135#0 NPE 使用存儲(chǔ)型螺距誤差補(bǔ)償,此參數(shù)可以屏蔽螺距誤差功能2.2補(bǔ)償前的準(zhǔn)備工作:(1查看上述所介紹的參數(shù),用以確定機(jī)臺(tái)螺距誤差補(bǔ)償?shù)牡刂芳八铚y量的各軸的行程、螺距(數(shù)據(jù)采樣的位置間隔,通過所需測量的行程與螺距來確定所需要采樣的點(diǎn)數(shù)。(2導(dǎo)入測試時(shí)使用的自動(dòng)采樣數(shù)據(jù)程

3、式,需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行預(yù)熱,使機(jī)床達(dá)到正常使用的熱平衡狀態(tài)。注釋:不同螺距,不同行程的機(jī)臺(tái)自動(dòng)數(shù)據(jù)采樣程式時(shí)是存在區(qū)別的,但大同小異,下文會(huì)通過實(shí)例進(jìn)行闡述。(3確定伺服電機(jī)位置環(huán)增益XYZ各軸是否相同(參數(shù)1825,i系列電機(jī)一般情況下3000左右,i系列電機(jī)一般5000左右。(4對(duì)激光干涉進(jìn)行預(yù)熱。激光干涉在進(jìn)行預(yù)熱狀態(tài)時(shí),激光會(huì)不間斷的閃爍。通過RJ45網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,與PC鏈接好后,PC此時(shí)會(huì)顯示未就緒來提示,當(dāng)激光干涉預(yù)熱完成后,激光停止閃爍,PC頁面提示路徑錯(cuò)誤,此時(shí)激光干涉儀預(yù)熱完成。(5架設(shè)干涉儀鏡組架。通過大丸RM600立式加工中心實(shí)例程式做以下解釋。O0001 主程序名G28G0

4、X0. 返回X軸參考點(diǎn)G91 采用增量方式進(jìn)給G4X1. 暫停1秒G0X2.0 正方向越程2毫米G4X1. 暫停1秒G0X-2. 返回2毫米,此為消除起步時(shí)的反向間隙G4X4. 暫停4秒,開始第一點(diǎn)采樣M98P02L25 調(diào)用子程序2號(hào)程式,調(diào)用25次G91 采用增量方式進(jìn)給G0X-2. 負(fù)方向越程2毫米G4X1. 暫停1秒G0X2. 返回2毫米G4X4. 暫停4秒M98P03L25 調(diào)用子程序2號(hào)程式,調(diào)用25次M99 返回程序O0002 子程序名G91 采用增量方式進(jìn)給G0X-25. 負(fù)方向移動(dòng)25毫米,此為螺距G4X4. 暫停4秒M99 返回程序O0003 子程序名G91 采用增量方式進(jìn)

5、給G0X25. 正方向移動(dòng)25毫米,此為螺距G4X4. 暫停4秒M99 返回程序注釋:程序說明程序中有關(guān)小數(shù)點(diǎn)部分,可視情況選擇加與不加,請(qǐng)查看參數(shù)3401#0。G0X2.、G0X-2.;是X軸回原點(diǎn)后,先往X軸正向移動(dòng)2mm,再往X軸負(fù)向移動(dòng)2mm,此動(dòng)作是因回原點(diǎn)后,機(jī)器軸會(huì)有反向間隙產(chǎn)生,所以設(shè)定一個(gè)消除反向間隙的動(dòng)作,可以視不同情況增大移動(dòng)量。G4 X4. 是在每次移動(dòng)后,將暫停4秒的指令,以方便定位時(shí)PC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。M98為子程序呼叫指令。P02為呼叫子程序之代號(hào)。L25為呼叫子程序之循環(huán)次數(shù),25次。M99 則是反復(fù)循環(huán)之指令。因?yàn)闄C(jī)臺(tái)各軸向行程都不一定,所以在所實(shí)際操作時(shí)可靈活

6、改變程序數(shù)值。以上程序是以X軸行程做實(shí)例,將行程換算成干涉儀定位的點(diǎn)數(shù)如下:X軸行程為630mm,以25mm作為量測間距,所以就600除以25等于25點(diǎn),余下5mm 部分無法進(jìn)行補(bǔ)償,所以所需點(diǎn)數(shù)將為25點(diǎn)。2.3操作實(shí)例參數(shù)部分2.3.1確定機(jī)臺(tái)參數(shù)機(jī)臺(tái)參數(shù)如下:(11320 +X 1.000+Y xxxxxxxxxx+Z xxxxxxxxxx為各軸正向最大極限由于在回原點(diǎn)后將做消除反向間隙之動(dòng)作,所以最大極限要開至2mm以上。(21321 X 630.000-Y xxxxxxxxxx-Z xxxxxxxxxx為各軸負(fù)向最大極限X軸總行程為627mm,所以測試過程中無需外擴(kuò)行程,即可完成消除

7、反向間隙之動(dòng)作。(31851 X 出廠時(shí)補(bǔ)正數(shù)值Y 略Z 略為各軸G01(切削進(jìn)給反向間隙補(bǔ)正量在量測完數(shù)值輸入完成后,再把各軸反向間隙數(shù)值輸入進(jìn)去(注釋:可以累加測量后的反向間隙量也可清零后再測量直接補(bǔ)償進(jìn)去(41852 X 出廠時(shí)補(bǔ)正數(shù)值Y 略Z 略為各軸G00(快速定位反向間隙補(bǔ)正量在量測完數(shù)值輸入完成后,再把各軸背隙數(shù)值輸入進(jìn)去(注釋:可以累加測量后的反向間隙量也可清零后再測量直接補(bǔ)償進(jìn)去(53620 X 25Y 略Z 略為各軸基準(zhǔn)點(diǎn),也就是之前換算出來之點(diǎn)數(shù)(63621 X 1Y 略Z 略為各軸補(bǔ)嘗之最小點(diǎn),以倒補(bǔ)方法來說,最小點(diǎn)都是為1(73622 X 26Y 略Z 略為各軸最大補(bǔ)

8、償點(diǎn)也就是要把第一點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)加入,如需測25定位點(diǎn),將把第一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)加入,之所以設(shè)定為26點(diǎn)。(83623 X 1Y 略Z 略為各軸Pitch error補(bǔ)償之倍率(93624 X 25.000Y 略Z 略為各軸量測間距此范例將為25mm打一點(diǎn)之所以設(shè)定為25.000注釋:在Pitch error 補(bǔ)償中都是以m為一個(gè)單位,最大補(bǔ)正值為7。大于7后將改變參數(shù)3623里的值來做補(bǔ)正,如補(bǔ)正數(shù)據(jù)表中給出的是12,則將3623改為2,對(duì)應(yīng)補(bǔ)償號(hào)碼里應(yīng)同時(shí)減小一倍的補(bǔ)償量。2.3.2機(jī)臺(tái)運(yùn)行與激光干涉儀架設(shè)部分1.導(dǎo)入程式這里闡述通過CF卡對(duì)程式的導(dǎo)入。1首先在MDI狀態(tài)下打開參數(shù)可寫保護(hù)(如圖2.1,

9、I/O通道設(shè)定為4,表示通過M-CARD進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,在插拔CF卡時(shí)盡可能使關(guān)機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行。 圖2.12改變模式為編輯模式。按下PROG功能鍵,緊接著選擇列表,再按操作鍵之后擴(kuò)展會(huì)顯示出來設(shè)備選擇,緊接著選擇M-卡,選擇F輸入。F設(shè)定為存儲(chǔ)在CF 卡中的程序的編號(hào),O設(shè)定為導(dǎo)入CNC系統(tǒng)中的程序編號(hào)設(shè)置好后執(zhí)行導(dǎo)入即可。不同的系統(tǒng)程序?qū)氲姆绞綍?huì)存在一些不同,Oi-mc與Oi-md就存在區(qū)別但大同小異,一般生產(chǎn)線上的干部會(huì)很熟練的對(duì)加工程式的的導(dǎo)入與傳出,在導(dǎo)入程式的過程中如遇到一些問題可以隨時(shí)請(qǐng)教,這里就不再詳悉作出解釋。2.運(yùn)行自動(dòng)采樣程式預(yù)熱CNC機(jī)臺(tái)選擇MEM自動(dòng)運(yùn)行模式,調(diào)用程式,運(yùn)

10、行程式即可,預(yù)熱過程也是驗(yàn)證程式的過程,在運(yùn)行過程中一點(diǎn)要注意運(yùn)行中的機(jī)械坐標(biāo),是否與自己編程所想的狀態(tài)運(yùn)行,以免在測試過程中導(dǎo)致激光干涉儀部件的損壞。3.架設(shè)預(yù)熱激光干涉儀并建立數(shù)據(jù)通訊協(xié)議1打卡工具箱,取出激光干涉儀,牢靠固定在機(jī)床的一側(cè);2先連接氣象站與網(wǎng)線的通訊,對(duì)于氣象站只需要插好快速接口即可,對(duì)于PC 與機(jī)關(guān)干涉儀的連接網(wǎng)線,要選擇固定的IP地址,一般為IP為192,168,0,1;3連接電源線,打開電源開關(guān)即可;4待激光干涉儀光線穩(wěn)定后,計(jì)算機(jī)界面會(huì)提示路徑出錯(cuò),(如圖2.2; 圖2.2 干涉儀預(yù)熱完成此時(shí)即可架設(shè)干涉儀鏡組,當(dāng)光線路徑滿足要求后,即完成了整個(gè)準(zhǔn)備過程,此時(shí)計(jì)算機(jī)

11、界面如圖2.3(此設(shè)備為三維測量裝置。 圖2.3 預(yù)熱完成狀態(tài)4. XD Laser V6.1系統(tǒng)的使用及常用參數(shù)介紹1XD Laser V6.1系統(tǒng)的安裝每臺(tái)激光干涉儀都會(huì)帶有一個(gè)優(yōu)盤,在優(yōu)盤里都會(huì)有安裝程序、使用說明書及次臺(tái)設(shè)備的檢驗(yàn)參數(shù)。拷貝到PC中安裝應(yīng)用程序即可。2 3D激光干涉儀的主要參數(shù)設(shè)置圖2.3為工作頁面即主屏幕,我們單擊XD會(huì)彈出測量設(shè)置對(duì)話框如圖2.4 圖2.4 測量設(shè)置對(duì)話框1 3D:在測量設(shè)置對(duì)話框里系統(tǒng)選項(xiàng)會(huì)默認(rèn)為3D;2雙向:方向?yàn)殡p向自動(dòng)運(yùn)行采樣;3機(jī)器信息:根據(jù)實(shí)際機(jī)臺(tái)編號(hào)設(shè)置即可;4起點(diǎn)與終點(diǎn):機(jī)床測量運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)為測量的起點(diǎn),終點(diǎn)為測量的終點(diǎn);5增量:即為螺

12、距,由參數(shù)3624決定;6觸發(fā)窗口:可以根據(jù)情況進(jìn)行設(shè)定,機(jī)臺(tái)誤差過大的情況下,可適當(dāng)增大。7運(yùn)行次數(shù):運(yùn)行4次是指自動(dòng)運(yùn)行來回采樣4次;8駐留時(shí)間:采樣信息中的駐留時(shí)間,為程序中的暫停時(shí)間,用于采樣,設(shè)置必須一致;9自動(dòng)采樣時(shí)間:40%為4秒中的最后40%的時(shí)間用于數(shù)據(jù)采樣;10增大與減小:激光傳感器距離里的增大還是減小要根據(jù)實(shí)際情況選擇,取決于激光發(fā)射器與鏡組開始運(yùn)行時(shí)的距離是增大還是減小;每次測量需要改變XD系統(tǒng)設(shè)置,點(diǎn)擊圖2.4里的改變系統(tǒng)設(shè)置選項(xiàng),此時(shí)會(huì)彈出XD系統(tǒng)設(shè)置修改選項(xiàng)即可,如圖2.5所示 圖2.5 XD系統(tǒng)設(shè)置11公制:在單位精度選項(xiàng)里根據(jù)情況進(jìn)行選擇;12激活狀態(tài):激活項(xiàng)

13、,均是設(shè)備配有的選項(xiàng);13相對(duì)濕度:由于對(duì)機(jī)臺(tái)誤差影響很小可以忽略,設(shè)置一個(gè)估計(jì)值即可;14膨脹系數(shù):不同的材質(zhì)是不同的,根據(jù)實(shí)際情況選擇或手工設(shè)置定值即可,鋼的膨脹系數(shù)為11.7:在傳感器選項(xiàng)里,設(shè)置測量X軸各參數(shù),如圖2.6軸的線性關(guān)系。 圖2.6 測試軸的線性設(shè)置對(duì)于未提及的其它參數(shù)可不做選擇皆為默認(rèn),設(shè)置完后逐次保存即可。5自動(dòng)運(yùn)行采樣逐級(jí)保存好設(shè)置會(huì)彈出對(duì)話框設(shè)置好文件名單擊確定,此時(shí)會(huì)彈出是否激活超程,激活以后會(huì)跳轉(zhuǎn)到信息采樣界面,如圖2.7。 圖2.7 數(shù)據(jù)采樣設(shè)置完畢此時(shí)運(yùn)行CNC機(jī)床,待程序運(yùn)行到第一個(gè)G4X4.暫停4秒時(shí),按下循環(huán)暫停機(jī)床運(yùn)行開始第一點(diǎn)采樣;點(diǎn)擊如圖2.7所

14、示R進(jìn)行復(fù)位,再點(diǎn)擊S開始,等待第一點(diǎn)采樣完成,按下循環(huán)啟動(dòng),繼續(xù)運(yùn)行CNC,即可完成全過程的自動(dòng)采樣,直到自動(dòng)保存時(shí)結(jié)束,復(fù)位CNC機(jī)臺(tái)即可(MEM程序是無限循環(huán)下去的。2.4數(shù)據(jù)分析并進(jìn)行反向間隙及螺距誤差補(bǔ)償通過系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)分析,可以直接進(jìn)行FANUC數(shù)控的反向間隙補(bǔ)償及螺距誤差補(bǔ)償。1點(diǎn)擊數(shù)據(jù)分析,2打開數(shù)據(jù),3選擇測量完成后自動(dòng)保存的數(shù)據(jù),4點(diǎn)擊標(biāo)準(zhǔn),一般選擇ISO230-2:1997,5點(diǎn)擊工具,在下拉窗口里選擇誤差補(bǔ)償表6在生成的線性誤差補(bǔ)償表對(duì)話框里,選擇雙向平均,以增量的方式,符號(hào)為正值進(jìn)行補(bǔ)償,精確位數(shù)可視情況進(jìn)行更改,一般為1。7記錄下生成的螺距誤差補(bǔ)償數(shù)值,一一對(duì)應(yīng)輸

15、入到CNC系統(tǒng)Pitch error數(shù)據(jù)表里即可,可能存在數(shù)值大于7的情況,這樣就需要修改3623號(hào)參數(shù)。8快速進(jìn)給反向間隙補(bǔ)償?shù)?852號(hào)參數(shù)里,反向間隙補(bǔ)償量為Backlash Value 里值的大小,取整數(shù)補(bǔ)入即可9 XD Laser V6.1系統(tǒng)自動(dòng)生成的螺距誤差補(bǔ)償值,如下表2.1紅色部分?jǐn)?shù)值,表示應(yīng)補(bǔ)償?shù)紺NC系統(tǒng)中的螺距誤差補(bǔ)償值。Test Axis: (Xcomments: NoneAxis Unit: (mmError Unit: (micronTable Type: BidirectionCompensation Type: IncrementalReference Pos

16、ition: 0 (mmCompensation Start: 0 (mmCompensation End: -625 (mmCompensation Spacing: 25 (mmBacklash Value: 4.01729(micron (ISO Mean B reverse error is used as default valueError Compensation ValueNo. Axis Position(mmBidirection (micron0 0 0 01 -25 0.5 12 -50 -1.9 -23 -75 -1.4 -14 -100 0.3 05 -125 -0

17、.7 -16 -150 2.2 27 -175 1 18 -200 2 29 -225 2.5 310 -250 0.8 111 -275 3.4 312 -300 1.1 113 -325 2.5 314 -350 2.3 215 -375 1.3 116 -400 2.5 317 -425 1.3 118 -450 2.5 319 -475 2 220 -500 0.9 121 -525 1.4 122 -550 -0.1 023 -575 1.3 124 -600 -0.8 -125 -625 1.3 1表2.1 螺距誤差補(bǔ)償數(shù)據(jù)表10 對(duì)應(yīng)CNC數(shù)控系統(tǒng)螺距誤差補(bǔ)償位置如圖2.8 圖2

18、.8 CNC螺距誤差補(bǔ)償位置11 API實(shí)際測量補(bǔ)償前與補(bǔ)償后的精度數(shù)據(jù)如下圖2.9(補(bǔ)償前與2.10(補(bǔ)償后。 圖2.9 補(bǔ)償前的采樣數(shù)據(jù) 圖2.10 補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)采樣信息12 XD Laser V6.1系統(tǒng)對(duì)X軸補(bǔ)償前與補(bǔ)償后的數(shù)據(jù),進(jìn)行對(duì)比分析如下圖2.11,可以明顯的看出軸的位置精度提高了很多。 圖2.11 補(bǔ)償前后的數(shù)據(jù)比較分析通過使用激光干涉儀進(jìn)行機(jī)床系統(tǒng)的定位精度的誤差補(bǔ)償,可以很大幅度的挺高機(jī)床的加工制造性能。三、MITSXBISHI CNC數(shù)控系統(tǒng)定位精度誤差補(bǔ)償3.1有關(guān)螺距誤差及反向間隙補(bǔ)償參數(shù)介紹:直線軸的數(shù)控精度補(bǔ)償必須設(shè)定的參數(shù)有:1、2014 +X xxxxxxx

19、xxx+Y xxxxxxxxxx+Z xxxxxxxxxx為各軸正向最大極限由于在回原點(diǎn)后將做消除反向間隙之動(dòng)作,之所以最大極限要加大幾個(gè)毫米這是根據(jù)機(jī)臺(tái)與編程的實(shí)際情況來確定的。2、2013 X xxxxxxxxxx-Y xxxxxxxxxx-Z xxxxxxxxxx為各軸負(fù)向最大極限,由于在負(fù)方向移動(dòng)時(shí),會(huì)有反向間隙產(chǎn)生X軸總行程為xxxxxxxxxx,之所以最大極限開至xxxxxxxxxx 減小幾個(gè)毫米,以便消除反向間隙3、2011 XYZ為各軸G01反向間隙補(bǔ)正在量測完數(shù)值輸入完成后,再把各軸反向間隙數(shù)值輸入進(jìn)去4、2012 XYZ為各軸G00反向間隙補(bǔ)正在量測完數(shù)值輸入完成后,再把各

20、軸背隙數(shù)值輸入進(jìn)去5、4003 XYZ為各軸Pitch error為各軸原點(diǎn)補(bǔ)償位置6、4004 XYZ為各軸Pitch error補(bǔ)嘗位置最小點(diǎn)7、4005 XYZ為各軸Pitch erro補(bǔ)嘗位置最大點(diǎn)8、4006 為各軸Pitch erro補(bǔ)償之倍率9、4007 XYZ為各軸量測間距即為螺距補(bǔ)償?shù)木嚯x間隔3.2對(duì)于MITSXBISHI基本操作綜述由于三菱數(shù)控系統(tǒng)類似于發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床,這里對(duì)于機(jī)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過程與XD Laser V6.1系統(tǒng)的使用便不在詳細(xì)介紹,1、確定實(shí)際機(jī)臺(tái)內(nèi)部參數(shù)的數(shù)值,根據(jù)實(shí)際情況確定測量行程及MEM運(yùn)行程式。附圖3.1與圖3.2 MITSXBISHI M70 需

21、查看的參數(shù), 圖3.1 反向間隙補(bǔ)償值及機(jī)臺(tái)各軸行程 圖3.2 螺距誤差補(bǔ)償參數(shù)位置設(shè)置2、導(dǎo)入至CNC程式預(yù)熱CNC機(jī)臺(tái)(程式與第二章節(jié)發(fā)那科系統(tǒng)的程式大致相同稍作修改即可使用,取決于調(diào)用的次數(shù)與工作臺(tái)行程的大小,還有螺距,套用程式格式即可。3、架設(shè)鏡組及預(yù)熱激光干涉儀。4、數(shù)據(jù)采樣,采樣過程與發(fā)那克數(shù)控一樣,先是CNC系統(tǒng)運(yùn)行至開始采樣的第一點(diǎn)后,暫停CNC系統(tǒng),PC側(cè)開始采樣,啟動(dòng)CNC系統(tǒng)后便會(huì)自動(dòng)采樣5、修改參數(shù),三菱數(shù)控在修改參數(shù)時(shí)類似發(fā)那科數(shù)控,先要打開保護(hù),密碼mpara。6、生成的數(shù)據(jù)報(bào)告,同樣,一一對(duì)用補(bǔ)償?shù)綄?duì)用的螺距誤差補(bǔ)償值里,附圖3.3螺距誤差補(bǔ)償?shù)刂方缑妗?圖3.3 X軸螺距誤差補(bǔ)償具體地址三菱系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)API Linear Error Compensation Table 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正。四、BROTHER數(shù)控 CNC 數(shù)控系統(tǒng)定位精度誤差補(bǔ)償目前兄弟數(shù)控的螺距誤差補(bǔ)償大致