空间精度量测技术是一种在工具机上有效得知机器精度的技术之一,斗山加工中心本文将简述此技术的益处,和透过此技术能分析整机空间中任一点之误差,并且对机台精度做预估,预先分析精度检验路径精度,终能对机台做补偿,斗山加工中心以提升机台精度表现,斗山加工中心报价,现今此技术仍具有一定门槛,希望藉由本文能让读者进一步了解此技术。
斗山加工中心工具机所有误差来源中静态误差佔了70%而几何误差为静态误差中的主要成分,其可分为元件误差(Component error)以及位置误差(Location error),元件误差係指误差随元件移动位置不同而有不同的误差值,可视为一误差函数对应不同位置,斗山加工中心例如 :定位精度、真直度、PITCH、ROLL、YAW。位置误差则不随移动而改变,是一固定数值,例如 : 垂直度、旋转中心误差?等。五轴工具机一般含有三个线性轴以及两个旋转轴(包含一旋转轴、一倾斜轴),斗山加工中心在线性轴部分,由三个线性轴所组成的座标系统中,含有三个因垂直度造成的位置误差,以及每性轴含有6个自由度元件误差,故在三个线性轴所组成的座标系统中,斗山加工中心共含有二十一项误差,而一旋转轴有5 个位置误差以及6 个自由度元件(定位精度、两方向真直度、PITCH、ROLL、YAW) 误差共11项误差,斗山加工中心因此五轴工具机一共含有线性轴21项误差加上两个旋转轴22项误差,共有43个误差项。
空间精度误差来源中,除原有的零组件品质及加工组装技术所造成的定位精度与真直度外,斗山加工中心运动角度是一大关键(PITCH、ROLL、YAW),由图1可知,当X轴运动过程中产生角度误差时,会使得定位精度在不同Z位置造成影响,此影响因子也会同时表现在真直度误差裡。斗山加工中心
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前述的运动角度关係在会被不同线性轴堆迭的关係所影响,因此必须针对机台构型建立机构链,以掌握刀尖与工件的相对位置,斗山加工中心使得线性轴与旋转轴的堆迭关係能完整建立在控制器内,使其运算及补偿机制能够正常运作。
其简单概念是由刀端点出发经过各驱动轴后至工件座标原点而形成一个封闭架构。斗山加工中心故如能将各线性轴之6自由度误差量测出来,再按照其构型建立相对应之误差模型,即可计算出空间各位置之刀尖点误差斗山加工中心。目前工具机业界常用之CNC三大商用控制器,皆可支援空间精度补偿,并可按照空间精度补偿方式分为欧系(HEIDENHAIN、SIEMENS) 与日系(FANUC) 两种补偿方式。斗山加工中心
欧系控制器係利用机构链补偿、日系控制器则是利用空间格点方式补偿。斗山加工中心举例来说,假设一工具机X、Y、Z三轴各轴量测各10点6自由度元件误差,则在欧系控制器上则仅需输入X、Y、Z三轴各10点之6自由度元件误差资讯,东沙群岛斗山加工中心,控制器即能藉由此误差讯息,斗山加工中心透过机构链对空间中各位置做计算补偿。
补偿点数如需增加,则需增加量测点数,然而日系控制器则需要计算出空间中每一点、即10*10*10共1000点位置之误差值,斗山加工中心并按照控制器之排列规则输入。斗山加工中心故为了要计算出上述空间中各点之误差值,必须建立其机构链模型(kinematic model),藉由输入各轴六自由度误差,并且按照不同机型之机构链模型,得以计算出空间任一位置之刀尖点误差值。斗山加工中心另一方法则可利用雷射仪(eTalon LaserTracer)即可量测到空间中各点之误差,但该量测仪器成本稍高且量测时间较长,本文此次暂不讨论此方法。
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