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球杆仪_球杆仪的工作原理及应用

球杆仪能快速(10—15min)、方便、经济地评价和诊断CNC机床动态精度,适用于各种立卧式加工中心和数控车床等机床。

球杆仪能快速(10—15min)、方便、经济地评价和诊断CNC机床动态精度,适用于各种立卧式加工中心和数控车床等机床。 



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球杆仪的两端均为精密球体,一端通过磁性架固定在机床的工作台上,另一端则固定在机床的主轴上,球杆和球座的连接方式能保证球杆沿任意角度转动,球杆中靠近主轴一端带有线性位移传感器。







球杆与机床工作台和主轴之间均通过磁性连接,然后编制程序使机床作半径等于球杆长度的任一XY、XZ、YZ平面内的圆形运动,传感器检测出半径方向的长度变化量,再通过软件对其进行自动分析,就可得到该平面内机床各种误差的数据,同时给出各种误差优化表。







典型的误差源包括:轮廓综合圆度误差、垂直误差、伺服增益不匹配误差、滚珠丝杠周期误差、爬行误差、机床振动和垂直误差、光栅尺/编码器误差、间隙和其他换向误差、直线度误差、反向跃冲等。







工作原理:







是将球杆仪的两端分别安装在机床的主轴与工作台上(或者安装在车床的主轴与刀塔上),测量两轴插补运动形成的圆形轨迹,并将这一轨迹与标准圆形轨迹进行比较,从而评价机床产生误差的种类和幅值。



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由于球杆仪可快速检测机床精度,诊断出误差源,自动分析机床精度状态,并标出量化概念机解决办法,因此在以下几个方面得到了广泛的应用:








1、动/静态检测数控机床精度 为方便机床验收检验,可用球杆仪快速进行机床的精度检验。球杆仪现以被国际机床检验标准所采用,如ISO230,ANSI B5.54等,代替NAS试件切削。








同时,在ISO标准中已规定了用球杆仪检测机床的方法,用它可方便地进行机床之间的性能比较,提示机床问题,建立机床性能档案。








2、机床动态特性测试和评估、分离故障源 球杆仪可以快速找出并分析机床问题所在,主要可检查反向差、背隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等。








例如机床撞车事故后的检测,可用球杆仪快速告诉操作者机床是否可继续使用,如不能继续使用,也能通过机床误差的自动分离,帮助维修工程师快速找到机床故障所在,并集中精力去解决问题与故障。









3、机床切削参数的快速优化 在不同进给倍率条件下用球杆仪检测机床,就可采用满足加工精度要求的机床进给率进行加工你,从而避免了废品的产生。








4、实现机床误差趋势分析及预防性维护 球杆仪可以揭示机床精度变化趋势,可提醒维修工程师注意机床已有或可能出现的问题,不致酿成大故障,可大大方便机床的保养和维护。









球杆仪系统在机床不拆卸的情况下,即可掌握机床在运行状态的精度信息,查明产生故障的部位和原因,或预知系统的异常和劣化得趋势,因此,在机床的精度验收、维修诊断以及维护保养中将发挥很大的作用。








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