1_ML10_liniowe.pdf

(341 KB) Pobierz
Microsoft Word - 1_ML10_liniowe.doc
Politechnika Pozna ı ska
Instytut Technologii Mechanicznej
Laboratorium
Badania Maszyn CNC
Nr 1
Pomiary dokładno Ļ ci pozycjonowania
laserowym systemem pomiarowym ML-10
Opracował:
Dr in Ň . Wojciech Ptaszy ı ski
Pozna ı , Kwiecie ı 2005
1. Cel ę wiczenia
Celem ę wiczenia jest zapoznanie si ħ z metodami pomiaru dokładno Ļ ci pozycjonowania osi
liniowych obrabiarek sterowanych numerycznie, parametrami opisuj Ģ cymi dokładno Ļę
pozycjonowania, rzeczywistymi dokładno Ļ ciami obrabiarek, metodami kompensacji bł ħ dów
pozycjonowania oraz urz Ģ dzeniami słu ŇĢ cymi do pomiaru dokładno Ļ ci pozycjonowania.
2. Metody pomiaru
Metody pomiaru dokładno Ļ ci pozycjonowania osi liniowych zawarte s Ģ w normie PN-ISO
230/2. Wyci Ģ g z normy z najwa Ň niejszymi informacjami o normie zawarte s Ģ w instrukcji nr
2 do ę wiczenia „Badanie dokładno Ļ ci pozycjonowania osi obrotowych sterowanych
numerycznie” .
3. Kompensacja bł ħ dów osi w układach sterowa ı
Współczesne układy sterowa ı numerycznych umo Ň liwiaj Ģ kompensowanie bł ħ dów
pozycjonowania osi sterowanych numerycznie. Rozró Ň nia si ħ nast ħ puj Ģ ce rodzaje
kompensacji bł ħ dów pozycjonowania:
-
kompensacja histerezy (luz nawrotny) – przy ró Ň nych kierunkach ruchu przy tej samej
pozycji zadanej o Ļ zajmuje ró Ň ne pozycje. Kompensacja bł ħ du histerezy polega na
wprowadzeniu warto Ļ ci kompensacyjnej wyznaczonej jako warto Ļę Ļ rednia histerezy B z
całego zakresu ruchu (rys. 1).
12
10
8
6
4
X+
X-
B
Bw
2
0
-2
-4
-6
0
50
100
150
200
250
300
Przemieszczenie [mm]
Rys. 1. Wyznaczenie współczynnika kompensacji bł ħ du histerezy (Bw= B )
-
kompensacja bł ħ du liniowego – wykres bł ħ du w przybli Ň eniu ma charakter liniowy
(rys. 2). Kompensacja bł ħ du sprowadza si ħ do wprowadzenia współczynnika
okre Ļ laj Ģ cego bł Ģ d na okre Ļ lonej drodze np. 50 µm/m (rys. 2). W czasie kompensacji
bł ħ du liniowego zwykle mo Ň liwe jest równie Ň wprowadzenie kompensacji histerezy.
458875082.091.png 458875082.102.png 458875082.113.png 458875082.124.png 458875082.001.png 458875082.012.png 458875082.023.png 458875082.034.png 458875082.045.png 458875082.047.png 458875082.048.png 458875082.049.png 458875082.050.png 458875082.051.png 458875082.052.png 458875082.053.png 458875082.054.png 458875082.055.png 458875082.056.png 458875082.057.png 458875082.058.png 458875082.059.png 458875082.060.png 458875082.061.png 458875082.062.png 458875082.063.png
 
16
14
Bł Ģ d pozycji
Warto Ļę Ļ rednia
12
10
w
=
15
µ
m
=
50
µ
m/m
0
,
3
m
8
6
4
2
0
0
50
100
150
200
250
300
Przemieszczenie [mm]
Rys. 2. Wyznaczenie współczynnika kompensacji bł ħ du liniowego
-
kompensacja Ļ rednia bł ħ du nieliniowego – wykres bł Ģ du Ļ redniego z ruchu w kierunku
dodatnim i ujemnym ma charakter nieliniowy (rys. 3). Kompensacja bł ħ du polega na
wyznaczeniu warto Ļ ci bł ħ dów Ļ rednich w okre Ļ lonych punktach i wprowadzeniu ich do
tabeli kompensacyjnej w układzie sterowania (tabela 1). W czasie kompensacji bł ħ du
liniowego Ļ redniego zwykle mo Ň liwe jest równie Ň wprowadzenie kompensacji histerezy.
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
50
100
150
200
250
300
Przemieszczenie [mm]
Rys. 3. Wyznaczenie warto Ļ ci kompensacji bł ħ du nieliniowego Ļ redniego
Tabela 1. Wyznaczone warto Ļ ci komensacji bł ħ du nieliniowego Ļ redniego
Przemieszczenie
[mm]
Warto Ļ ci kompensacji
[µm]
0
0
20
1
40
2
60
2
80
5
100
5
120
5
140
5
160
5
180
6
200
6
220
7
240
6
458875082.064.png 458875082.065.png 458875082.066.png 458875082.067.png 458875082.068.png 458875082.069.png 458875082.070.png 458875082.071.png 458875082.072.png 458875082.073.png 458875082.074.png 458875082.075.png 458875082.076.png 458875082.077.png 458875082.078.png 458875082.079.png 458875082.080.png 458875082.081.png 458875082.082.png 458875082.083.png 458875082.084.png 458875082.085.png 458875082.086.png 458875082.087.png 458875082.088.png 458875082.089.png 458875082.090.png 458875082.092.png 458875082.093.png 458875082.094.png 458875082.095.png 458875082.096.png 458875082.097.png 458875082.098.png 458875082.099.png 458875082.100.png 458875082.101.png 458875082.103.png 458875082.104.png 458875082.105.png 458875082.106.png 458875082.107.png 458875082.108.png 458875082.109.png 458875082.110.png 458875082.111.png 458875082.112.png 458875082.114.png 458875082.115.png 458875082.116.png 458875082.117.png 458875082.118.png 458875082.119.png 458875082.120.png
-
kompensacja dwukierunkowa bł ħ du nieliniowego – wykresy bł Ģ dów w kierunku dodatnim
i ujemnym mog Ģ by ę ró Ň ne i maj Ģ charakter nieliniowy (rys. 4). Kompensacja bł ħ du
polega na wyznaczeniu warto Ļ ci bł ħ dów dla ka Ň dego kierunku w okre Ļ lonych punktach
kompensacyjnych i wprowadzeniu ich do tabeli kompensacyjnej w układzie steruj Ģ cym
(tabela 2). W czasie kompensacji bł ħ du nieliniowego dwukierunkowego nie stosuje si ħ
kompensacji bł ħ du histerezy poniewa Ň bł Ģ d ten jest kompensowany przez ró Ň ne
charakterystyki dla poszczególnych kierunków ruchów.
14
12
X+
X-
10
8
6
4
2
0
0
50
100
150
200
250
300
Przemieszczenie [mm]
Rys. 4. Wyznaczenie warto Ļ ci kompensacji bł ħ du nieliniowego dwukierunkowego
Tabela 2. Wyznaczone warto Ļ ci komensacji bł ħ du nieliniowego Ļ redniego
Przemieszczenie
[mm]
Warto Ļę kompensacji X+
[µm]
Warto Ļę kompensacji X-
[µm]
0
0
4
20
1
4
40
2
5
60
3
7
80
5
9
100
5
9
120
6
9
140
6
10
160
5
10
180
5
11
200
5
11
220
5
12
240
6
12
260
5
10
280
4
8
300
4
8
Po wprowadzeniu kompensacji do układu sterowania układ steruj Ģ cy oblicza skorygowane
poło Ň enia zadane dodaj Ģ c lub odejmuj Ģ c warto Ļę kompensacji do warto Ļ ci zadanej poło Ň enia.
Wybór rodzaju kompensacji zale Ň y od mo Ň liwo Ļ ci układu sterowania oraz od charakteru
bł ħ du. W przypadku bł ħ du nieliniowego bardzo du Ň e znaczenie ma wybór odst ħ pu mi ħ dzy
punktami kompensacyjnymi. W przypadku gdy wykres bł ħ du pozycjonowania ma charakter
„łagodny” mo Ň na zastosowa ę mniejsz Ģ liczb ħ punktów natomiast gdy wykres jest „bardzo
zmienny” wówczas nale Ň y zastosowa ę wi ħ ksz Ģ liczb ħ punktów kompensacji.
458875082.121.png 458875082.122.png 458875082.123.png 458875082.125.png 458875082.126.png 458875082.127.png 458875082.128.png 458875082.129.png 458875082.130.png 458875082.131.png 458875082.132.png 458875082.133.png 458875082.134.png 458875082.002.png 458875082.003.png 458875082.004.png 458875082.005.png 458875082.006.png 458875082.007.png 458875082.008.png 458875082.009.png 458875082.010.png 458875082.011.png 458875082.013.png 458875082.014.png 458875082.015.png 458875082.016.png 458875082.017.png 458875082.018.png 458875082.019.png 458875082.020.png 458875082.021.png 458875082.022.png 458875082.024.png 458875082.025.png 458875082.026.png 458875082.027.png 458875082.028.png 458875082.029.png 458875082.030.png 458875082.031.png 458875082.032.png 458875082.033.png 458875082.035.png 458875082.036.png 458875082.037.png 458875082.038.png 458875082.039.png 458875082.040.png 458875082.041.png 458875082.042.png 458875082.043.png 458875082.044.png 458875082.046.png
 
4. Kompensacja bł ħ dów osi w układzie sterowania TNC 407
W wykorzystywanym na ę wiczeniach układzie sterowania TNC 407 firmy Heidenhain
mo Ň liwe jest kompensowanie: histerezy (luzu nawrotnego), bł ħ du liniowego oraz bł ħ du
nieliniowego Ļ redniego. W przypadku osi obrotowych w tym sterowaniu mo Ň liwe jest tylko
kompensowanie histerezy oraz bł ħ du nieliniowego Ļ redniego.
Kompensacj ħ luzu nawrotnego przeprowadza si ħ wprowadzaj Ģ c warto Ļ ci bł ħ du do
parametrów maszynowych MP710.x (gdzie x numer osi X=0, Y=1 itd.) w jednostce mm z
dokładno Ļ ci Ģ do 0.001mm.
Kompensacj ħ bł ħ du liniowego przeprowadza si ħ wprowadzaj Ģ c warto Ļę bł ħ du do
parametru maszynowego MP720.x (gdzie x numer osi X=0, Y=1 itd.) w jednostce mm/m z
dokładno Ļ ci Ģ do 0.001mm/m.
Kompensacj ħ bł ħ du nieliniowego Ļ redniego przeprowadza si ħ wprowadzaj Ģ c odpowiednie
warto Ļ ci do tabeli kompensacyjnej. Warto Ļ ci kompensacji mo Ň na wprowadza ę w okre Ļ lonych
odst ħ pach, obliczanych ze wzoru:
D
=
2 n
10000
gdzie: n = 0 ÷ 23
Liczba punktów kompensacyjnych nie mo Ň e by ę wi ħ ksza ni Ň 256. Warto Ļ ci kompensacji
wprowadza si ħ w mm z 3 miejscami po przecinku (0.001).
Dla danej osi mo Ň e wyst ħ powa ę tylko kompensacji liniowa albo nieliniowa. Wybór
rodzaju kompensacji nast ħ puje po wprowadzeniu odpowiedniego bitu do parametru
maszynowego MP730. Warto Ļę tego parametru np. %00001 odpowiada kolejno osiom
obrabiarki 54ZYX gdzie 1 – oznacza kompensacj ħ nieliniow Ģ a 0 – kompensacj ħ liniow Ģ .
Wprowadzanie tych parametrów wymaga specjalnych uprawnie ı dlatego mog Ģ by ę tylko
wprowadzane przez prowadz Ģ cego ę wiczenia.
4. Technologia pomiarów interferometrem laserowym
Pomiary interferometrem laserowym nale ŇĢ do najbardziej dokładnych technologii
pomiarowych dzi ħ ki zastosowaniu Ļ wiatła o znanej dokładno Ļ ci fali jako jednostki długo Ļ ci.
Lasery s Ģ stosowane poniewa Ň Ļ wiatło laserowe jest spójne i zawsze ma dokładnie tak Ģ sam Ģ
długo Ļę fali. Długo Ļę fali Ļ wiatła laserowego helenowo-neonowego (HeNe) wynosi 0.633
µm. Poprzez dalsze dzielenie długo Ļ ci fali mo Ň na otrzyma ę rozdzielczo Ļę pomiarow Ģ 1.25 nm
(ML10 Renishaw). Stabilno Ļę długo Ļ ci fali jest lepsza ni Ň 0.1 ppm.
Interferometr mierzy zmian ħ przemieszczenia przez zliczanie liczby długo Ļ ci fal Ļ wiatła
padaj Ģ cego na optyczny detektor. Interferometr Michelsona składa si ħ z trzech elementów
optycznych: rozdzielacz wi Ģ zki oraz dwóch reflektorów. Schemat interferometru laserowego
w układzie pomiaru przemieszcze ı liniowych przedstawiono na rys. 5.
Wi Ģ zka laserowa 1 emitowana z głowicy laserowej jest polaryzowana na wi Ģ zk ħ kołow Ģ z
jedn Ģ cz ħ stotliwo Ļ ci Ģ Ļ wiatła. W rozdzielaczu wi Ģ zki w zwierciadle półprzepuszczalnym
wi Ģ zka laserowa jest rozdzielana na dwie wi Ģ zki: wi Ģ zk ħ 2 odbita pod k Ģ tem 90º i wi Ģ zk ħ
przepuszczon Ģ 3 . Obie wi Ģ zki maja takie same cz ħ stotliwo Ļ ci. Wi Ģ zki 2 i 3 po odbiciu w
reflektorach s Ģ ponownie ł Ģ czone w jedn Ģ wi Ģ zk ħ w rozdzielaczu wi Ģ zki 4 .
 

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin