數(shù)控機(jī)床在我國開始研制到目前已有四十余年的歷史了，并且已向數(shù)控機(jī)床龍門大型化，高速度，高精度和綜合多功能發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的檢測也從剛開始檢測用的細(xì)分尺，步距規(guī)到精密檢測的激光干涉儀和精密高技術(shù)的激光多普勒干涉儀。由于機(jī)床高精度發(fā)展和用戶實(shí)際加工的需要，數(shù)控機(jī)床的檢測也從ISO230-2數(shù)控機(jī)床軸線的定位精度和重復(fù)定位精度的確定和ISO230-4數(shù)控機(jī)床圓弧插補(bǔ)精度檢測發(fā)展到ISO230-6對角線位移檢測和ISO230-7回轉(zhuǎn)軸線的幾何精度等更高要求的標(biāo)準(zhǔn)。
由于社會(huì)發(fā)展的需要，大型龍門五軸數(shù)控機(jī)床在我國大型機(jī)床制造商進(jìn)行了研發(fā)和生產(chǎn)。但對于大型龍門五軸數(shù)控機(jī)床，數(shù)控精度檢測傳統(tǒng)的激光測量儀和幾何精度檢測的儀器及檢具已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)。主要是大型龍門五軸的數(shù)控機(jī)床的精度，是一個(gè)綜合的精度，它將機(jī)床的幾何精度，位置精度，機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和剛性及動(dòng)態(tài)性能結(jié)合在一起。對于機(jī)床制造商來說，由于缺少相應(yīng)的檢測手段，對于大型龍門五軸數(shù)控機(jī)床主要的精度檢測存在一定的難度。
大型機(jī)床造出來了，以下所需要的機(jī)床精度檢測這么辦？機(jī)床的精度是否滿足設(shè)計(jì)和加工的要求？這是大型機(jī)床制造商和機(jī)床用戶都面臨的一個(gè)問題。
(1) 大型龍門五軸數(shù)控機(jī)床軸移動(dòng)雙驅(qū)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的精度檢測和動(dòng)態(tài)檢測。
(2) 大型龍門五軸數(shù)控機(jī)床的第五軸偏擺精度檢測
(3) 大型龍門五軸數(shù)控機(jī)床刀尖位置精度的檢測
(4) 長距離機(jī)床導(dǎo)軌直線度和平行度的精度檢測
對于以上大型龍門五軸數(shù)控機(jī)床精度的檢測，美國光動(dòng)公司OPTODYNE激光多普勒干涉儀具有檢測這些精度的功能，并在《機(jī)床商情》雜志上分四期內(nèi)容向國內(nèi)的大型機(jī)床制造商和用戶進(jìn)行介紹。
大型龍門五軸數(shù)控機(jī)床的第五軸偏擺精度檢測
1. 問題點(diǎn)
一般校驗(yàn)旋轉(zhuǎn)臺的技術(shù)是應(yīng)用比較法，通常所使用的參考旋轉(zhuǎn)臺具有一個(gè)Hirth連接器（或稱為旋轉(zhuǎn)校驗(yàn)器）用來結(jié)合激光干涉儀角度量測系統(tǒng)、準(zhǔn)直儀或電子式水平儀（用于立式床臺）。具備H i r t h連接器的精確參考旋轉(zhuǎn)臺非常昂貴，重量重且需與激光系統(tǒng)分開校驗(yàn)。
2. 如何應(yīng)用LDDM來解決問題?
L D D M雙光束激光系統(tǒng)應(yīng)用激光杜普勒原理，可同時(shí)量測直線位移與角度位移，如圖一所示，激光干涉儀只能量測雙反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度，LDDM雙光束激光系統(tǒng)則可同時(shí)量測直線位移與旋轉(zhuǎn)角度，增加的信息使得雙光束激光可以計(jì)算出旋轉(zhuǎn)中心與光束離距，因此由偏離（run-out）、搖擺（wobble）、平行度（parallelism）及非同軸（noncoaxial）所引起的誤差可以減少。因此旋轉(zhuǎn)臺可直接校驗(yàn)而不需要使用具Hirth連接器的參考旋轉(zhuǎn)臺。
3. 如何進(jìn)行?
L D D M雙光束系統(tǒng)可量測雙反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到±10度，利用小型旋轉(zhuǎn)臺，角度量測范圍可延伸到360度。首先激活L D D M系統(tǒng)及透過R S-232線連接輸出與筆記型計(jì)算機(jī)。在W i n d o w s T M 程序中，按下”r o t a r ycalibration”按鍵，屏幕上將會(huì)顯示直線位置讀取值與角度位置讀取值。將雙反射鏡放置于固定在預(yù)校驗(yàn)旋轉(zhuǎn)臺上的小旋轉(zhuǎn)臺頂端，并將旋轉(zhuǎn)臺以工件程序指令使其在任意的角度增量分段旋轉(zhuǎn)，并在每次分段旋轉(zhuǎn)后，暫停幾秒，則角度與直線位置資料可自動(dòng)擷取（或按空格鍵手動(dòng)擷?。Ｃ看畏侄涡D(zhuǎn)后，反方向轉(zhuǎn)動(dòng)小旋轉(zhuǎn)臺，避免激光光中斷并暫停幾秒，剩余的角度與直線位置資料會(huì)自動(dòng)被擷取，重復(fù)同樣的步驟直到360度。當(dāng)資料擷取完畢，按下”analysis”按鍵，分析資料及計(jì)算角度位置誤差，結(jié)果可以度（degree）、角秒（arcseconds）、微弧度（microradians）來表示。
4. 機(jī)床第五軸偏擺位置精度的檢測實(shí)例
美國光動(dòng)Op t o d y n e公司的產(chǎn)品是在激光多普勒干涉儀（LDDM）的專利技術(shù)發(fā)展起來的，將最新的激光技術(shù)與微電子、計(jì)算機(jī)、光電和外差技術(shù)結(jié)合起來，為機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展提供最新的機(jī)床檢測設(shè)備。■
