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激光切割機(jī)的檢測&補(bǔ)償

激光切割機(jī)，利用激光器發(fā)射出激光，經(jīng)光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束，激光束照射到工件表面，使工件達(dá)到熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，同時(shí)與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走，從而實(shí)現(xiàn)對工件的切割或加工。

激光切割機(jī)在鈑金加工領(lǐng)域具有許多競爭優(yōu)勢，其切割速度快、出產(chǎn)效率高、產(chǎn)品出產(chǎn)周期短的特點(diǎn)，在保質(zhì)的同時(shí)，為使用者在單位時(shí)間內(nèi)爭取了更多產(chǎn)出，從而在市場競爭中占據(jù)時(shí)間優(yōu)勢。

而如何讓激光切割機(jī)在快速高效的基礎(chǔ)上，使加工質(zhì)量得到保障，也隨之成為了一個(gè)重要的課題。

基于激光切割機(jī)的精度和測量范圍要求，只憑借單純的機(jī)械手段已經(jīng)很難保障和改善其精度；而激光干涉儀，作為精密測量儀器，可高效客觀地測出切割機(jī)的定位精度、重復(fù)定位精度、反向間隙等數(shù)據(jù)，并生成相應(yīng)的補(bǔ)償參數(shù)，實(shí)現(xiàn)切割機(jī)的誤差補(bǔ)償，從而改善其精度。

圖1：使用XD LASER激光干涉儀補(bǔ)償切割機(jī)作業(yè)現(xiàn)場及補(bǔ)償前后數(shù)據(jù)對比

XD LASER激光干涉儀切割機(jī)螺距誤差補(bǔ)償方案

使用XD LASER激光干涉儀對激光切割機(jī)進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償，大致可分為四個(gè)步驟：

1、機(jī)床原點(diǎn)確定

這是進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)，不同的控制系統(tǒng)操作方法不同，只要按系統(tǒng)要求正?；卦c(diǎn)即可。

2、 測定脈沖當(dāng)量

由于機(jī)械傳動的環(huán)節(jié)的影響，理論計(jì)算得出的脈沖當(dāng)量往往和機(jī)床實(shí)際運(yùn)動距離有差別，這時(shí)直接進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償往往效果不是很理想，因此建議*行脈沖當(dāng)量的校準(zhǔn)，脈沖當(dāng)量數(shù)與機(jī)床運(yùn)動距離對應(yīng)匹配，并將數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)參數(shù)中即可，經(jīng)過這樣處理，機(jī)床的線性精度可提升三分之一左右。

3、  線性誤差的測定

利用激光干涉儀進(jìn)行螺距誤差測定，測定之前要設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，并與數(shù)控機(jī)床的測量程序匹配：

- 行程范圍。預(yù)備進(jìn)行測量的總行程范圍，一般設(shè)定的比機(jī)床設(shè)計(jì)行程略小。

- 測量間隔。理論上來說測量的間隔越小，則補(bǔ)償之后結(jié)果越精確；但測量間隔越小， 需要測量的點(diǎn)也越多，花費(fèi)的時(shí)間也越長。間隔值推薦在 10 毫米~100 毫米之間。

- 停留時(shí)間。要根據(jù)機(jī)床的運(yùn)行速度，設(shè)備的質(zhì)量慣性進(jìn)行調(diào)整，使用XD LASER激光干涉儀，設(shè)置3-5秒停留時(shí)間，一般可滿足大部分機(jī)床測試要求。

1、 導(dǎo)入誤差數(shù)據(jù)

根據(jù)控制系統(tǒng)的不同導(dǎo)入誤差數(shù)據(jù)：

- 有些數(shù)控系統(tǒng)可直接將激光干涉儀的數(shù)據(jù)格式設(shè)置到底層數(shù)據(jù)中，這種情況，直接將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入機(jī)床控制系統(tǒng)即可。

- 如果數(shù)控系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)未把干涉儀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)置進(jìn)去，那么要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的控制類型，產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)，輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)螺補(bǔ)參數(shù)中即可。

★ 經(jīng)過補(bǔ)償后機(jī)床的線性精度可大大提高。

圖2：API品牌XD LASER激光干涉儀

關(guān)于XD LASER系列激光干涉儀

XD LASER系列激光干涉儀是API公司的、得到業(yè)界充分認(rèn)可的用于各式機(jī)床檢測校準(zhǔn)的通用設(shè)備。該設(shè)備使用便捷、高效，1、3、5、6D多種型號可選，并提供標(biāo)準(zhǔn)型和精密型，可充分滿足從制造車間到計(jì)量實(shí)驗(yàn)室的多樣化要求；其中，6D型號一次安裝可以同時(shí)測得6個(gè)參數(shù)，包括1個(gè)位置度誤差、2個(gè)直線度誤差、和3個(gè)角度誤差。

通常需要數(shù)天進(jìn)行的測試，使用XD LASER六維激光干涉儀只需幾個(gè)小時(shí)即可完成。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明：工作效率提升5倍！

圖3：API MTC機(jī)床校準(zhǔn)解決方案

（左側(cè)：XD LASER激光干涉儀、右中：Spindlecheck主軸分析儀、右上：無線球桿儀、右下：Swivelcheck角擺檢查儀）

API MTC機(jī)床校準(zhǔn)高效解決方案

基于對機(jī)床誤差的深入研究，以及近半個(gè)世紀(jì)的技術(shù)積淀，造就了API MTC（Machine Tool Calibration）機(jī)床檢測專家級全面解決方案；方案由多種高效機(jī)床檢測校準(zhǔn)設(shè)備組成：

- XD系列激光干涉儀：解決21項(xiàng)參數(shù)誤差問題。

- Swivelcheck角擺檢查儀：解決包含ABC角的機(jī)床所有轉(zhuǎn)角誤差問題。

- Spindlecheck主軸分析儀：對主軸動態(tài)及熱變形誤差實(shí)時(shí)監(jiān)測分析。

- 球桿儀：診斷CNC動、靜態(tài)精度。

- VEC空間誤差補(bǔ)償技術(shù)：使大型多軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)超過4倍的精度提升。

圖4：API公司總部大樓（美國馬里蘭州）

關(guān)于 API

美國自動精密工程公司（API 公司）于1987 年創(chuàng)建，總部位于美國馬里蘭州的洛克威爾城。API 公司自成立以來， 始終致力于機(jī)械制造領(lǐng)域精密測量儀器和高性能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于美國及世界各國的*制造領(lǐng)域，并在坐標(biāo)測量和機(jī)床性能測試的高精度標(biāo)準(zhǔn)方面處于地位。API 公司擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富、能力的工程師隊(duì)伍，不斷開發(fā)出*的創(chuàng)新性產(chǎn)品，以滿足快速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)需求。在美國聯(lián)邦政府、企業(yè)及科學(xué)研究的諸多項(xiàng)目中，API 公司都是積極參與者和關(guān)鍵技術(shù)伙伴。迄今為止所取得的成就使其在國際精密測量領(lǐng)域享有很高的聲譽(yù)。