Оптика для измерения взаимоперпендикулярности осей

При измерении взаимоперпедикулярности осей используется оптика для измерения прямолинейности, а также эталон прямого угла, который отражает падающие на него лучи под прямым углом. Точность получения угла 90^о составляет 0,4.

4. КОНТРОЛЬ МАШИН С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОЙ СИСТЕМЫ LSP-30-COMPACT

Как првило комплексный контроль машин с числовым программным управлением должен состоять из следующих измерений: измерение точности позиционирования перемещаемого элемента вдоль каждой оси движения, определение скачков и схождения с курса для каждой оси, определение горизонтальной и вертикальной прямолинейности для каждой оси, контроль прямого угла между осями 2.

4.1. ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНОЕ

Определение линейного позиционирования выполняется по схеме, представленной на рис.6. Для измерения используется лазерная система в конфигурации: лазерная головка, система компенсации, компъютер с программой расчета позиционирования по ISO/DIS-230, оптика для линейных измерений.

Рис.6

При использовании лазерного интерферометра для проверки позиционирования машин можно ориентироваться на следующие параметры:

- диапазон измерения - 030 м;

- цена деления - 0,1 или 0,01 мкм;

- погрешность измерения - 1,5 мкм/м.

Процесс определения позиции можно разделить на следующие этапы:

- составление измерительной схемы; установка и юстировка лазерной головки на неподвижном основании, установка ретрорефлектометра на подвижном столе машины;

- юстировка оптики на всем пути перемещения ретрорефлектометра;

- программирование порядка остановок машины, машина должна останавливаться в точках измерения на 1 с;

- цикл измерений включает в себя измерения как в прямом направлении движения подвижного элемента, так и в обратном направлении. В каждой точке остановки измеряется разность между фактическим значением и расчетным значением координаты. Проводится не менее пяти циклов измерений, после чего осуществляется обработка полученных результатов;

- окончательный результат включает в себя такие параметры машины как воспроизводимость – R_pmax, люфт - N_max и точность системы управления - M_ar.

С одной установки лазерной головки, изменяя положение линейного интерферометра и ретрорефлектора, можно получить линейное позиционирование для трёх осей машины XYZ.

4.2 ПРЯМОЛИНЕЙНОСТЬ ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ И ВЕРТИКАЛЬНАЯ

Определение горизонтальной прямолинейности выполняется по измерительной схеме, представленной на рис.7. Для измерений используется лазерная система в конфигурации: лазерная головка, компенсационная установка, компъютер РС с программой измерения прямолинейности, оптика для угловых измерений.

Рис.7

При использовании лазерного интерферометра можно получить следующие параметры прямолинейности:

- диапазон измерения - 012 м;

- цена деления - 0,3 мкм;

- точность измерений - 3%.

Процесс измерения горизонтальной прямолинейности можно разделить на этапы:

- составление схемы измерения; установка и юстировка лазерной головки, установка вертикального углового интерферометра в неподвижной опоре станка, установка опоры ретрорефлектора углового на подвижном столе станка;

- проверка юстировки угловой оптики на всем пути перемещения ретрорефлектора;

- программирование управления машиной по положениям точек для измерения вдоль всего пути перемещения. Машина должна останавливаться в точках измерения на 1 с;

- выполнение циклов измерения; для каждого пункта измерения на основании выполненных с помощью лазерной системы измерений угловых отклонений получается отклонение от прямолинейности в мкм;

- получение графика отклонения от прямолинейности вдоль всего пути перемещения.

Измерение вертикальной прямолинейности выполняется по той же самой схеме измерения, необходимо сменить на 90^о положение углового интерферометра и углового ретрорефлектора.

4.3. ПРЯМОУГОЛЬНОСТЬ МЕЖДУ ДВУМЯ ОСЯМИ

Измерение прямоугольности между осями X и Z машины выполняется по схеме, представленной на рис.8. Для измерений используется лазерная система в конфигурации: лазерная головка, компенсационная установка, компъютер РС с программой измерения прямоугольности, оптика для измерения прямоугольности.

При использовании лазерного интерферометра можно получить следующие измерительные параметры прямоугольности:

- диапазон измерения - 03 м;

- точность измерения - 1 арксек.

Процесс измерения прямоугольности между осями можно разделить на этапы:

- составление схемы измерения; установка и юстировка лазерной головки, установка призмы Волластона вместе ретрорефлектором в подвижные опоры машины (по оси Z), установка зеркал и эталона прямого угла отражателя на неподвижном столе машины (ось X);

- юстирование оптической схемы на всем пути перемещения призмы Волластона;

- программирование схемы управления машиной; вписание положения пунктов измерения вдоль всего пути перемещения ручек, машина должна останавливаться в точках измерения на 1 с;

- выполнение измерений отклонений от прямоугольности для всех пунктов измерения вдоль оси перемещения рукояток оси Z машины;

• получение графиков отклонения от прямоугольности между осями Х и Z вдоль всего пути перемещения.

Ри с.8