Проверка геометрической точности станков и КИМ — обзор LaserTRACER-NG

Содержание статьи:

1. Etalon Laser TRACER-NG
2. Полный геометрический отпечаток станка до использования
3. Принцип измерения с помощью Etalon
4. Система для проверки и калибровки линейных и круговых осей
5. Trac-Cal. Анализ геометрии и калибровка всех осей
6. Trac-Check. Быстрая стандартная проверка линейных осей
7. Trac-Cal. Результаты
8. Объемная компенсация
9. Trac-Check. Результаты
10. Существующие стандарты для геометрии машины
11. Способы применения

Геометрическая точность станков и координатно-измерительных машин (CMM) является одним из важнейших критериев принятия решений, поскольку это напрямую влияет на точность работы. LaserTRACER-NG был разработан для быстрого и простого мониторинга, калибровки и компенсации станков и КИМ.

Etalon Laser TRACER-NG

Etalon основывается на запатентованном геометрическом методе, с которым работает также Глобальная система позиционирования (GPS), — мультилатерация.

Сфера с отклонениями в нанометровом диапазоне служит оптическим отражателем для интерферометра. Точное положение этого отражателя определяется высокоточными измерениями расстояния. Вместо спутников для GPS Etalon использует LaserTracer, который измеряет расстояние от нескольких мест на столе станка до отражателя. Точная позиция впоследствии рассчитывается с точностью до субмикрометров. Таким образом, механическая неточность линейных и круговых осей может быть определена и даже компенсирована.

Преимущества:

1. Простая проверка текущего состояния станков и координатно-измерительных машин.
2. Быстрые проверки, калибровки, объемные компенсации станков и КИМ.
3. Минимальное время по сравнению со стандартами испытаний или обычными лазерными интерферометрами.
4. Автоматическая генерация данных компенсации для большинства систем управления: обычная или объемная.
5. Гибкое использование на машинах разных размеров, типов.

Полный геометрический отпечаток станка до использования

Производители имеют возможность эффективно создавать полный геометрический отпечаток своего изготовленного станка перед использованием у клиента. В качестве доказательства способности к обработке тестирование может быть повторено непосредственно на месте у клиента или регулярно производиться в качестве сервисного предложения.

Пользователям предоставляется инструмент, с помощью которого можно геометрически контролировать станки разных типов. При необходимости, объемная компенсация может значительно повысить точность по всему объему обработки.

Принцип измерения с помощью Etalon

Как и в случае с Глобальной системой определения местоположения (GPS), при использовании LaserTRACER-NG пространственная информация получается при измерениях чистого расстояния в космосе.

• Геометрическое взаимодействие между всеми осями станка фиксируется, с помощью проверенного метода ETALON определяются 6 степеней свободы (DOF) осей, их прямоугольность друг к другу.
• Пространственная точность в диапазоне субмикрометров во всем рабочем объеме измерительного станка может быть достигнута с помощью процедур измерения, в значительной степени автоматизированных. Принцип масштабируется для разных размеров машин.
• Etalon Laser TRACER-NG может использоваться для калибровки линейных и круговых осей. Кроме того, упругие деформации на машинах с горизонтальным рычагом могут быть обнаружены без дополнительных артефактов.
• Точное выравнивание для измерений не требуется. Это делает приложение легким, уменьшает влияние пользователя, экономит время.
• Все результаты основаны на пространственных интерферометрических измерениях. Это обеспечивает высочайшую точность, метрологическую прослеживаемость, требования к калибровке датчиков сводятся к минимуму.
• Журнал для вывода отклонений осей в разных представлениях и данные коррекции могут быть выведены нажатием кнопки.
• Приемка станка, в соответствии с действующими международными стандартами, может быть выполнена без точной юстировки.

Система для проверки и калибровки линейных и круговых осей

Лазер TRACER-NG сочетает в себе высочайшую точность, короткое время измерения, универсальное использование, полный сбор данных об отклонениях.

Для измерения компактный лазер TRACER-NG несколько раз помещается в объем машины без специального точного выравнивания. Вместо инструмента или зонда в машине устанавливается отражатель.

В последующем автоматизированном измерительном процессе LaserTRACER-NG отслеживает движение машины в своем рабочем пространстве. Он записывает очень точные показания, из которых программные пакеты Trac-Cal и Trac-Check могут точно рассчитать и проанализировать отклонения машины до долей микрона.

Trac-Cal. Анализ геометрии и калибровка всех осей

Четко организованное программное обеспечение Trac-Cal проводит пользователя через отдельные этапы процесса измерения. Вместе с Laser TRACER-NG программное обеспечение определяет все систематические геометрические отклонения измерительных машин и станков.

Они включают в себя:

• позиционные отклонения;
• отклонения прямолинейности;
• отклонения вращения (тангаж, рыскание, крен);
• прямоугольность осей друг к другу.

Результатом является подробный анализ всех геометрических отклонений оси.

На толчке кнопка Trac-Cal генерирует таблицы компенсации для широкого спектра систем управления. Многие контроллеры имеют прямые онлайн-интерфейсы.

Trac-Check. Быстрая стандартная проверка линейных осей

Используя лазер TRACER-NG с программным обеспечением Trac-Check, меньше чем за 30 минут можно определить:

• соответствует ли CMM или станок требованиям или необходимо провести компенсацию;
• есть ли необходимость технического обслуживания.

Запатентованный метод автоматического выравнивания измерительного луча значительно сокращает время измерения.

Преимущества:

1. Линейные и круговые оси подвержены геометрическим отклонениям во всех степенях свободы. Система эталонов может быстро, легко, с высокой точностью это определить, предоставить таблицы коррекции.
2. Отражатели с большими рабочими углами (до 160 °) позволяют определять движение машины непосредственно в центральной точке инструмента.
3. Радиодатчики температуры могут опционально регистрировать и оценивать тепловое расширение осей станка.
4. Лазерный источник и электроника для управления двигателем и оценки сигнала находятся внутри внешнего блока. Благодаря этому Laser TRACER-NG компактен, термически чрезвычайно стабилен.
5. Датчики измеряют температуру воздуха, давление, влажность, корректируют лазерное измерение.

Trac-Cal. Результаты

На основании данных можно проверить отклонения машины в пространстве и профиль температуры. Trac-Cal выдает отдельные отклонения осей машины нажатием кнопки.

В нескольких визуализациях отображаются 6 степеней свободы (DOF) осей. Для линейных осей — это отклонение позиционирования и прямолинейности в обоих направлениях, шага, рыскания и крена. Для осей вращения — это отклонения позиционного осевого движения, радиального движения и колебания в обоих направлениях.

Также оцениваются отклонения прямоугольности осей друг от друга или ориентация оси вращения относительно линейных осей. Выбираемые виды иллюстрируют фактическое геометрическое состояние машины. Отчет об измерениях для документации генерируется автоматически.

Объемная компенсация

Если геометрические отклонения машины определены измерением, то они могут быть компенсированы численно.

Объемная компенсация в течение четверти века была обязательна для координатно-измерительных машин. Благодаря новейшим технологиям управления, эта техника доступна для станков уже несколько лет. Она позволяет соответствовать самым высоким требованиям точности.

В дополнение к таблицам для полной коррекции числовой оси, также можно экспортировать обычные форматы. Пользователь Etalon-технологии может уменьшить погрешности осей от 50% до 90%, в зависимости от машины и условий окружающей среды.

Trac-Check. Результаты

Если речь идет не о подробном анализе ошибок осей, а о просто сопоставимом, стандартном осмотре или приемке станка, Trac-Check предоставит необходимую информацию. Программное обеспечение основано на действующих стандартах.

Для станков:

• ISO 230-2 (оси параллельных линий);
• ISO 230-6 (плоские и пространственные диагонали);
• VDI 3441;
• ISO 230-4 (круговое испытание).

Координатно-измерительные машины:

• ISO 10360-2 (включая тестирование зондов).

Диаграммы показывают сравнение отклонений осей без (красного) и с компенсацией (желтого), измеренных в центральной точке инструмента или в точке измерения. Трехмерное представление показывает остаточное отклонение той же машины.

Даже при использовании независимых измерительных линий или измерительных приборов, успех объемной компенсации может быть легко продемонстрирован.

Существующие стандарты для геометрии машины

• ISO 230-1. Основной документ об ошибках станка и их измерении. Также определяет объемную точность.
• ISO 230-2. Международный стандарт для линейной проверки по осям станка. Зачастую является основным критерием приемки машин.
• VDI 3441. Замененный немецкий стандарт линейной проверки вдоль осей станка (аналог ISO 230-2). Все еще находится в международном использовании.
• ISO 230-6. Распространяет геометрическую проверку в соответствии с ISO 230-2 на плоскую и пространственную диагонали. Дает хорошую индикацию объемной точности. Все чаще применяется в промышленности, особенно для больших машин.
• AMSE B5.54. Американское принятие ISO 230-2 и ISO 230-6. Совмещает тест осей параллельных линий с диагональными линиями.
• ISO 230-4. Испытание шарового стержня: проверка точности динамического пути на основе круговых путей.
• ISO 16907. Техническое руководство по численной компенсации машин.
• ISO 10360-2. Международный стандарт испытаний координатно-измерительных машин. Включает в себя диагонали пространства для полного тестирования объема измерения.

Способы применения

Системы Etalon демонстрируют свою точность, эффективность, универсальность во многих областях применения. Известные производители CMM и станков, поставщики услуг, их клиенты пользуются уникальными возможностями ежедневно.