在測(cè)量空間精度相關(guān)誤差時(shí)，需要考慮諸多因素，而測(cè)量所有這些誤差需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間艰捶。以空間精度跟蹤測(cè)量系統(tǒng)為例，隨著機(jī)器尺寸增大澳踱，測(cè)量所需時(shí)間將呈平方級(jí)增加伤主。

背景

Volumetric Accuracy Research Institute Co. Ltd.(VARI) 專業(yè)提供生產(chǎn)線精度測(cè)量分析和加工精度改進(jìn)服務(wù)，尤以機(jī)床精度測(cè)量和誤差補(bǔ)償參數(shù)創(chuàng)建服務(wù)為著癣彩。VARI與DMG Mori Seiki Co., Ltd.和京都大學(xué)(Kyoto University) 合作開展了一項(xiàng)研究玫氢，旨在支持未來(lái)機(jī)床的發(fā)展。VARI還提供一項(xiàng)附加服務(wù)谜诫，利用其定制算法計(jì)算出誤差補(bǔ)償參數(shù)漾峡，用于提高機(jī)床的空間精度攻旦。通過(guò)提高空間精度，不僅可以優(yōu)化加工精度生逸，而且可以減少返工牢屋。VARI所追求的空間精度不同于傳統(tǒng)的幾何精度。

傳統(tǒng)方法是槽袄，通過(guò)運(yùn)動(dòng)精度（如線性定位精度和直線度精度）來(lái)評(píng)估機(jī)床精度±游蓿現(xiàn)行的運(yùn)動(dòng)精度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)有ISO 230-1和JIS B 6190-1，諸多機(jī)床制造商在裝運(yùn)前根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)機(jī)床精度遍尺。然而截酷，由于各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差相互影響，導(dǎo)致刀尖點(diǎn)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)精度的實(shí)際位置偏差確定起來(lái)并不容易乾戏。因此合搅，VARI提出了“空間精度”的概念，即直接評(píng)估刀尖點(diǎn)在每個(gè)位置的三維位置偏差歧蕉。

測(cè)量加工中心的精度

為了評(píng)估機(jī)床的加工能力画了，必須測(cè)量所有機(jī)床軸的誤差。物體在空間中的位置由六個(gè)自由度來(lái)定義吼季，這與機(jī)床內(nèi)切削刀具和工件之間的關(guān)系相似嫌或。為了實(shí)現(xiàn)直接且同時(shí)測(cè)量所有誤差，我們公司購(gòu)入了雷尼紹XM-60多光束激光干涉儀误反。憑借XM-60喝灌，我們不僅成功降低了人力成本，而且能夠精確地評(píng)估機(jī)床性能奠钾。

——Volumetric Accuracy Research

Institute Co., Ltd.（日本）

挑戰(zhàn)

為了提高加工效率嘉栽、降低廢品率、節(jié)約成本浮两，越來(lái)越多的制造企業(yè)認(rèn)識(shí)到全面了解制造過(guò)程的重要性损螃。在開始加工前，預(yù)先檢驗(yàn)機(jī)床的切削性能是保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)俩食。在評(píng)估機(jī)床精度方面筹聂，激光干涉儀因其精度高而在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。然而菊碟，機(jī)床的移動(dòng)軸不僅會(huì)產(chǎn)生位置誤差节芥，還會(huì)產(chǎn)生角度誤差和直線度誤差。單獨(dú)測(cè)量每項(xiàng)誤差都需要耗費(fèi)大量時(shí)間逆害。隨著機(jī)床及其加工的工件越來(lái)越復(fù)雜头镊，僅僅測(cè)量定位性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)主軸移動(dòng)時(shí)魄幕，由于主軸結(jié)構(gòu)受到摩擦效應(yīng)和其他因素的影響相艇，便會(huì)產(chǎn)生角度誤差和直線度誤差隙姿，進(jìn)而導(dǎo)致刀尖的實(shí)際位置偏離編程指定的位置。這樣不僅會(huì)增大加工件的尺寸位置誤差厂捞、輪廓偏差和表面形狀偏差，甚至?xí)斐晒ぜ疃铀俊Ｓ捎诿織l機(jī)床軸的誤差都會(huì)導(dǎo)致加工件出現(xiàn)偏差靡馁，因此必須測(cè)量每條機(jī)床軸的所有誤差才能精確評(píng)估加工能力。物體在空間中的位置由六個(gè)自由度來(lái)定義机久，這與機(jī)床內(nèi)切削刀具和工件之間的關(guān)系相似臭墨。如果能夠直接且同時(shí)測(cè)量所有誤差，不僅可以縮短加工時(shí)間犯绪，而且能夠精確評(píng)估機(jī)床性能乐肿。

解決方案

雷尼紹XM-60多光束激光干涉儀為VARI帶來(lái)了一個(gè)全新的概念，可通過(guò)一次設(shè)定測(cè)量六個(gè)自由度骑失，而不受軸向影響软雹。機(jī)床精度通常通過(guò)測(cè)量21種不同的運(yùn)動(dòng)誤差來(lái)確定。然而荞扒，由于各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差相互影響丙煞，導(dǎo)致刀尖相對(duì)于運(yùn)動(dòng)精度的實(shí)際偏差確定起來(lái)并不容易。為了解決這一難題窟蝌，通過(guò)空間誤差補(bǔ)償圖可直觀顯示加工空間內(nèi)的精度分布钢陨。VARI提供一項(xiàng)獨(dú)立服務(wù)，即測(cè)量機(jī)床的空間精度锉潜，并繪制誤差補(bǔ)償圖材圈，用于提高機(jī)床的整體精度。

空間誤差補(bǔ)償圖

結(jié)果

使用XM-60多光束激光干涉儀測(cè)量機(jī)床精度

采用XM-60多光束激光干涉儀之后摹色，VARI大幅縮短了空間誤差測(cè)量用時(shí)三稿，尤其是當(dāng)檢測(cè)大型機(jī)床時(shí)。正如VARI的一位客戶所說(shuō)：“我們可以從列表中選擇歷史測(cè)量數(shù)據(jù)沛慢，輕松比較多項(xiàng)結(jié)果服球。”

（雷尼紹Renishaw）

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