机床用光栅测量技术的最新发展

随着数控机床在机床制造领域的普及，现代机床在加工速度、加工精度和可靠性方面都有了巨大的进步。作为数控机床核心技术之一的光栅测量技术对保障现代机床的各项性能指标起着决定性的作用。清楚了解现代光栅测量技术的发展趋势，正确选择适合自身需要的光栅测量系统对机床     

机床用光栅测量技术的最新发展

随着数控技术在机床制造领域的普及,现代机床在加工速度、加工精度和可靠性方面都有了巨大的进步.作为数控机床核心技术之一的光栅测量技术对保障现代机床的各项性能指标起着决定性的作用.清楚了解现代光栅测量技术的发展趋势,正确选择适合自身需求的光栅测量系统对机床设计师和机床用户有着重要的意义.     

数控天地——机床用光棚测量技术的最新发展

随着数控技术在机床制造领域的普及，现代机床在加工速度、加工精度和可靠性方面都有了巨大的进步。作为数控机床核心技术之一的光栅测量技术对保障现代机床的各项性能指标起着决定性的作用。清楚了解现代光栅测量技术的发展趋势，正确选择适合自身需求的光栅测量系统对机床设计师和机床用户有着重要的意义。     

适于高速高精密机床的测量和数控系统的最新发展

随着数控机床在机床制造领域的普及，现代机床在加工速度、加工精度和可靠性方面都有了很大的提高。机床用光栅测量元件和数控系统是数控机床的两大核心部件，清楚地了解他们的发展趋势，对机床制造商和最终用户都有非常重要的意义。报告结合海德汉公司的在编码器方面的深入研究，阐述了现代高精密数控机床用测量系统，并着重强了机床的精度以及测量系统的核心技术研发状况和发展方向，包括：（1）高效可靠且具有诊断功能的接口技术EnDat；（2）分辨率达到皮米级的光栅尺技术；（3）绝对式玻璃光栅尺技术；（4）绝对式钢带光栅尺技术；（5）高精密绝对式角度编码器技术等。同时，报告结合海德汉数控系统iTNC530，介绍了适合于高速高精密数控机床的新技术，并侧重强调如何在保持高速加工情况下实现更好的表面质量和五轴加工技术：包括（1）有效的高速及振荡（Jerk）控制功能；（2）机床动态碰撞监控功能；（3）五轴机床旋转轴标定和补偿功能；（4）系统的自适应控制功能；（5）用户自定义系统界面功能等。     

利用双位置反馈功能解决机械传动中的刚性不足问题

目前,我国生产的数控机床,一般都采用直接测量反馈装置,利用编码器、光栅尺和圆光栅等器件作为反馈元件,进行全闭环控制,以此来提高机床的定位精度.但由于零部件的制造加工及装配等各方面的因素影响,机械传动的刚性都不是很理想.所以在机床调整初期,加上编码器、光栅尺和圆光栅等的检测反馈,机床反而会出现抖动、报警和运行不稳定等现象.有些机床在运行一段时间后,由于机床各运动部件发生摩擦和变形等多方原因,有时也会发生抖动现象.这种情况一般在断开反馈功能后,抖动等现象会消失,机床运行稳定.     

全息照相测量机床的三维变形

一、前言 近年来,在实现机床自动化的同时,对提高加工精度的呼声越来越高。而机床的结构变形是影响提高加工精度、加工效率的上个主要因素。机床结构变形按结构负载可分为三种:静变形、热变形和动变形。但是从实验上、理论上对机床结构的静、热、动变形的解释尚未完全清楚。其原因是因为,以往采用电动测微器、千分表及加速度仪等仪器很难测量出微小位移和整体变形图像。若采用近来发展起来的全息照相技术,在一张照片上就可了解整个结构变形,也可以解决设置固定点的困难。本文对全息照相测量技术在测量机床结构的静、热、动变形方面的应用进…     

光学非球面自动对焦测量系统研究

影响高精度非球面磨削加工精度的不仅是机床、刀具和数控技术等参数,而且取决于制造系统所采用测试手段和所能达到测量精度。本文针对非球面制造系统的测量特点,将光栅测量技术和光学显微镜自动对焦技术引入环节,进而提高对非球面工件测量精度,解决了制约非球面加工精度提高的测量问题。     

机床的光栅测量和数控系统的发展趋势

机床用光栅测量元件和数控系统是数控机床的两大核心部件,清楚地了解他们的发展趋势,对机床制造商和最终用户都有非常重要的意义。本文结合海德汉(H EID EN H A IN)公司的研究,阐述了现代数控机床用测量系统和数控系统的发展趋势,并着重介绍了机床的精度以及测量系统和数控系统     

一种基于自动对焦的非球面测量系统

影响高精度非球面磨削加工精度的不仅是机床、刀具和数控技术等参数,而且取决于制造系统所采用的测试手段和所能达到的测量精度.针对非球面制造系统的测量特点,将光栅测量技术和光学显微镜自动对焦技术引入环节,进而提高对非球面工件的测量精度,解决了制约非球面加工精度提高的测量问题.     

任意整数等分圆磁栅的录制及应用

一、前言磁栅测量技术问世以来,已经有二十余年历史,在齿轮箱及机床传动链误差的动态测量方面,发挥了积极作用。近年来,光栅测量技术发展很快,并日臻完备,已逐渐在齿轮箱及机床传动链误差的动态测量方面,得到广泛的应用。这两种测量技术各有所长,作为永久性的测量仪器,光栅技术来得稳定可靠,在某些临时性的或在某些环境条件比较恶劣的使用场     

基于FBG的机床龙门结构变形检测及重构研究

机床龙门结构在工作时的力变形会严重影响到工件的加工精度,能够实时检测龙门结构在加工过程中的变形具有重要意义。首先,将定梁式机床龙门结构简化为三次超静定连续梁受载物理模型,并计算得到该结构的理论变形量。然后,根据定梁式龙门结构理论受力特点及有限元仿真分析结果,提出一种分布式光纤光栅传感器的应变实时测量方法,并建立了通过变形重构算法构建分布式应变到变形的数学模型。最后,搭建了基于FBG的机床龙门结构变形测量实验台,进行了不同载荷及不同加载位置下的实验,并通过变形重构算法计算得到相应工况下的实验变形量,实验结果与理论计算结果相吻合,说明了该测量方法及变形重构算法的有效性。     

机床热变形对加工精度的影响

机床的热变形对加工精度有很大的影响。对此种现象进行实验研究的主要任务,是要确定在一定的工作时间(取决于机床结构热平衡的时间)内刀具和毛坯的相对位移量。测量的方法是利用各种测量工具周期性或连续地测量出主轴在相对于工作台(刀架)各个方向上的位移量。通常是,主轴不停地进行空转;有时考虑到重新开始加工所需的间断时间(重装毛坯时间),利用加载装置进行载荷模拟,以使实验条件接近实际加工条件。这样就使得机床结构热变形的过程和各加工零件的加工精度被看作是一回事。但是,这种一致性,只有当确定机床结构的热变形对在要求时间内加工…     

高精度长光栅测量系统

<正> 计量光栅是一种新兴的位移测量元件,是现代化仪器、机床实现数控化、自动化及精密计量的关键元器件。计量光栅测量技术在国外已被相当普遍的应用,在国内也越来越受到重视,在计量技术中已开始占据重要地位。由成都工具研究所研制生产的KZC—1型光栅传感器和DGX—1、SGX—2单、双座标光栅数字显示仪配套组成的光栅测长系统,是一种精度高、稳定性好、测量范围大、效率高的数字化长度座标测量系统,具有安装、调整方便等优点,可方便地应用于多种新型精密仪器和机床,以及对旧设备的传统座标测量系统进行更新。现已成功地应用于万能工具显微镜改造、高精度螺旋线动态误差测量仪器、凸轮动态误差检查仪等。KZC—1型光栅传感器的结构为开启式,即光栅读数头与主尺分开,气隙由仪器或机床导轨     

应用圆光栅普及数显技术

我国机械工业极需普及数显技术以实现测量自动化,提高生产率及加工质量。由于在大型机床上普及长光栅或同步感应器存在许多技术困难,而在普通小型机床上装长光栅或同步感应器又遇到成本太高的问题,因此数显技术的普及受到些限制。为了解决上述困难,我院于1976年研制了Sx-1型摩擦轮式光栅数显仪(《机床》杂志1980年11期刊登了该仪器的广告),经过几年试用,性能稳定,效果良好,颇受用户欢迎。SX-1型光栅数显仪有两套测量头,是应用圆光栅研制的摩擦轮式光栅测长器及光电脉冲发生器。它吸取了国内外同类产品的优点,同时根据我国电子元件及光栅的…     

机床部件挠曲变形的补偿──国外专利综合介绍

大多数机床都有其各自的弱点,在进行某种加工 时,必然会出现其特有的误差。如果分析一下这些误 差,大都是由机床在运转中发热而产生热膨胀和机床 部件的挠曲变形所引起的。这里仅谈谈补偿机床部件 挠曲变形的一些措施。(关于热膨胀所采取的措施已在 《机床》杂志1976年第4期《防止机床热变形的措施》 一文中介绍了)。 机床上有若干个作为高精度加工工件基准的导轨面,如果这些导轨面的不直度因挠曲变形而受到破坏,则对加工精度会产生重大的影响。特别是自动化机床,即使是边测量工件边加工的方法也不能保证加工精度,所以必须予先针对这些挠曲…     

主轴集成式光纤光栅切削力测量方法研究

为了稳定可靠地测量切削加工过程中切削力的大小以对机床的加工状态进行监测(TCM),对基于光纤光栅(FBG)传感技术的主轴集成式切削力测量方法进行了研究。基于光纤光栅应变检测原理和Γ形梁的受力分析,提出了4个完全相同并且对称的Γ形梁弹性体结构;通过对切削力传递规律的分析,建立起了主轴集成式切削力测量理论模型并确定FBG的布点;为了验证模型的准确性,搭建了主轴集成式光纤光栅切削力测量实验平台,最后通过实验验证了该方法的可行性和可靠性。     

基于中间测量站的Siemens840Dsl系统加工尺寸精确控制的研究

机床的加工尺寸是现代制造系统的关键性技术之一,将机床加工过程中的加工尺寸与加工工艺预测结合起来,在主动测量的基础上对机床进行反馈补偿控制。利用中间测量站测得被加工工件尺寸数据,和预先设定的工件尺寸进行比较后将差值反馈到Siemens NC系统,Siemens840Dsl系统通过自定义NC变量来实现根据反馈结果对机床进给做出相应的调整的控制,进行相应的尺寸补偿,进而实现的工件加工尺寸的精确控制。     

天津市机床光学仪器厂

天津市机床光学仪器厂是机械部定点企业。其前身是天津市机床工具设计研究所。该厂技术力量雄厚,拥有一批高精度加工设备和测试手段,并素以加工精密轴系、高精度光学元件和进行精密线纹刻划见长,在国内外享有一定声誉。 自建厂(所)二十年来,先后研制了6个系列30余种产品,主要有:用于精密角分度和角度测量的2 秒、5秒光学分度头。1秒光学转台,光栅数显转台;用于测量精密丝杠、蜗轮等螺旋线导程的导程测量头;用于测量凸轮升程的凸轮测量头;及具有两维旋转轴的万能光学转台和传感器测试仪等。 此外,还有专为各种精密机床配套的光学读数头和各种…     

高精度非球面表面测量技术研究

追求更高制造精度一直是制造业的目标,制造精度的提高不但取决于机床、刀具和数控技术,而且取决于制造系统所采用测试手段所能达到的测量精度。在诸多非球面测量方案中,接触式光栅测量技术能够达到相对较高测量精度并具有广泛的适用范围。针对该技术在两个方面提出进一步的改进:第一,把原子力显微镜和用于位移精密测量全息光栅引入非球面制造系统,取代机械测头,以便对该系统所采用测试手段进行改进,进而提高该系统测量精度:原子力显微镜的工作模式采用轻敲模式。第二,全息光栅是光栅制造的最新发展,它的各种指标参数均优于刻划光栅,全息光栅位移精密测量技术也优于传统光栅位移测量技术;为进一步提高非球面表面测量精度,采用全息光栅取代普通光栅实现位移精密测量是非常必要的。     

数控机床位置测量系统故障及排除

位置测量是数控机床加工精度和定位精度的重要保障。根据机床是闭环或者半闭环的结构不同，分别安装直线测量尺和角度测量尺。组成直线测量系统常见的有长光栅尺(又分为透射光栅和反射光栅两种)、直线感应同步器和直线式磁栅等；组成角度测量系统常见的是圆光栅编码器、旋转变压器、旋转式感应同步器和角位移式磁栅等。