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激光干涉仪在数控电火花线切割机床检测上的应用
添加时间:2017/03/01

激光干涉仪在数控电火花线切割机床检测上的应用

 目前线切割机床生 产厂家多用激光干涉仪作为检测精度、平横度的手段,激光干涉仪在机床坐标定位系统精度,很少有人怀疑激光干涉仪的准确性。的确,使用经全面校准(分别在标准环境和非标准环境下校准)的双频激光 干涉仪,在严格规定的标准环境和熟练操作人员使用等条件下,检测数控机床的坐标定位精度是可以达到国家有关标准规定的准确度要求。但很多生产厂家的现场条 件属非标准环境,达不到上述标准环境条件要求,其操作人员的熟练程度和应对条件变化的处置能力也有差距,其检测结果的准确性就值得怀疑了。有些使用者用同 一台激光干涉仪检测同一台数控机床,上午检测和下午检测的结果竟相差10μm以上,不知该如何处理。有些计量部门曾用激光干涉仪对测长机、三坐标测量机和 数控机床的坐标精度进行检定/校准时,也发现其测量结果与采用实物标准器(如二等标准线纹尺、二等量块、精密步距规等)进行校准时的测量结果有很大差别, 数值相差甚至大到10~20μm/1000mm。

  原因可能是多方面的,既有环境影响因素,如温度变化梯度较大,也有人的操作方式不当等影响因素,甚至还可能有仪器本身的温度传感器不 够稳定或帖附位置不恰当等因素影响。所以在激光干涉仪使用中,有必要先用步距规进行校对。校对方法很简单:把步距规当做被检测对象,用激光干涉进行检测, 如果测量结果与步距规实际值一致,说明激光干涉仪在本环境条件和使用方式下可准确使用。如果测量结果与步距规实际值相差较大,需对激光干涉仪进行误差修 正,然后再用修正过的激光干涉仪再次测量步距规,直至测量结果与步距规实际值一致或误差小到可以忽略。误差修正的方法值得探讨,可采用适当修改初始温度设 定值或修改被测对象线膨胀系数设定值等方法,总之,误差修正的目的是使再次校对时,使激光干涉仪的显示值等于或接近等于步距规的实际值。如此,可排除一些 意想不到的影响激光干涉仪正确使用的因素,从而显著提高激光干涉仪在现场环境下测量结果的准确度(即减小测量结果的不确定度)。

  中国测试技术研究院专门从事量块、步距规和激光干涉仪校准的专家黄晓蓉先生曾说过,现场环境下激光干涉仪不宜单独使用,应与经校准过的步距规比对使用,检测结果会比较准确。 

在使用校准过的步距规与激光干涉仪进行比对时,需另外配备分辨力为0。001mm、示值重复性0。2μm以下的杠杆千分表(步距规生产厂家可配套供 应)。校对用步距规宜选用安一公司专利生产的防护型步距规,该型步距规可消除使用中因意外碰撞而丧失精度的重大缺陷。为便于外出人员携带,可选用中小规格 500mm以下)防护型步距规即可。校对用步距规总价约为激光干涉仪的十分之一,俗话说“买得起马,配得起鞍”,花小钱,办大事。
数控机床的有关标准虽未将步距规列为推荐检测量具,但因现在的机床国家标准已与国际标准接轨,均为推荐标准,并不属于强制执行的国家标准,实际上并不禁止使用其他的检测手段如步距规、量块等传统检测量具,关键是保证测量结果的准确性。

步距规属于国际公认的实物长度标准器,是三坐标测量机国际标准和国家标准极力推荐的检测量具,其准确性、实用性和经济性得到国际公认。因此,也有不少企 业专门使用步距规检测数控机床定位精度,如上海特略精密数控机床有限公司,专用安一公司生产的高精度步距规检测本公司生产的精密数控机床,其机床定位精度 高达±3μm,远高于同行的数控机床精度水平,实现了数控机床高档、高价、高销量,成为同行业的佼佼者,是成功应用步距规检测高档数控机床的典型案例。 

过去很长时期内,国内不能生产高精度步距规,一直依赖进口。现在,桂林安一量具有限公司已能生产具有世界级水平的高精度步距规。曾有三台规格 1000mm的高精度步距规,先后经中国计量科学研究院和德国DKD-K-44301 校准实验室校准,三台步距规实测全程最大误差均不超 过±1。0μm,分别为+0.8μm-0.6μm(中国计量科学研究院校准)和+0。46μm(德国DKD-K-44301校准实验室),与日本产同规 格高精度步距规极限误差±2.5μm相比,国产步距规技术指标毫无逊色。 

 
步距规作为实物长度标准器,可用于检测数控机床、线切割机床、坐标测量机、影像测量仪和测高仪等精密仪器,更适于现场校对激光干涉仪,提高后者的测量准确性。 


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