实用定位精度的体积测量

为了在全球市场上保持竞争力，必须保持质量标准，这迫使商店不断寻找方法，从他们的机床获得更严格的公差和更高的进给速度。为了实现这些目标并生产出高质量、精确的零件，机床的定位精度变得越来越关键。

二十年前，机床最大的定位误差是丝杠螺距误差和热膨胀误差。随着时间的推移，通过更好的滚珠丝杠或线性编码器和俯仰误差补偿，这些问题已经减少，正方形和直线度误差已经成为更大的关注领域。为了获得更高的三维体定位精度，需要测量并补偿所有三个位移误差、六个直线度误差和三个正方形误差。即使在车削应用中，对定位精度的要求也变得越来越重要。

使用传统的激光干涉仪测量直线度和平方误差可能是困难的且昂贵的。即使有经验丰富的操作员执行测量，该过程也可能需要几天的机器停机时间。

为了满足更快、更准确的机器校准需求，Optodyne Inc.（加利福尼亚州Compton）开发了一种激光矢量测量技术，用于3D体积定位误差测量。测量可以在几小时而不是它可以采用传统激光干涉仪的天中进行。该技术将3D体积校准带到更实用的水平，以便商店可以实现更高的精度和更严格的公差，同时保持保持竞争所需的生产力标准。

代替传统的一维线性激光校准设备，光O光OSTODYNE的3D容量定位误差校准系统，带激光多普勒位移仪（LDDM）设备，使商店能够在关键生产经营前进行精确测量并检测问题。该系统旨在提供更完整的数据，其测量较少的时间较少。与用传统激光干涉仪测量不同，该系统测量矢量误差，包括垂直和水平直线，而不是仅位移。

在三维水平和垂直铣削作业中，Optodyne的系统使用的体积误差测量方法利用顺序步骤对角线测量，以4个身体对角线设置收集12组数据。根据测量数据，可以确定所有三个位移误差、六个直线度误差和三个垂直度误差。测量到的定位误差可用于生成三维体积补偿表，并上传到控制器中，用于修正任何定位误差，提高定位精度。该系统在车削作业中也具有优势，尽管与铣削作业不同。2D (X轴和Y轴)车削操作只需要两次测量来获得四组数据，而铣削时X、Y和Z需要12组数据。

由于车身对角线位移测量对线性位移误差、直线度误差、角误差和热致误差非常敏感，ASME B5.54和ISO 230-6等标准建议通过车身对角线位移误差的测量来快速检查体积性能。该工艺可作为光学准直仪、直尺和花岗岩方尺等传统装配工具的替代方案。

光光器的LDDM技术采用单梁，调制激光器反射了可移动目标。检测光束并处理用于位移信息，用于创建使控制器能够补偿错误的查找表。设置很快，因为与传统的激光干涉仪不同，该系统不需要偏移返回波束。需要对齐的唯一两个组件是激光头（具有用于发射和接收光束的单个孔），并且用作目标的平面镜。

激光器和平面镜安装在工作台和主轴上。然后，激光不再以每个预设的增量沿主体对角线同时移动三个轴来进行数据采集，而是分别按顺序沿每个轴移动。该序列沿X轴、Y轴和Z轴交替，并重复，直到到达对角线的对角。测量的激光束方向与位移方向不平行。所有三个轴每次单独运动后，收集对角线定位误差。这种技术可以收集三倍的数据量，并允许测量每个独立轴运动的位移误差。

目标的轨迹不是直线，横向运动相当大。传统的干涉仪不容忍这种大的横向运动，并且不能采用这些测量。然而，基于LDDM的激光系统使用平面镜面目标，因此当平行于镜子时，激光束不会移位，并且距离源的距离不会改变。结果，测量不受影响。还提供自动补偿，用于这种环境因素作为空气温度，气压和机器温度，以补偿热生长。

随着商店继续寻找提高零件质量的方法，以在全球竞争中获得优势，他们应该寻找策略，以生产更高的定位精度，更紧的公差和更高的进给速度。一种可能有助于采取这些步骤的方法是机床的体积校准和补偿。