Bài giảng Kỹ thuật Laser trong chế tạo cơ khí: Chương 6 - Đo các thông số trên máy công cụ

Bài giảng Kỹ thuật Laser trong chế tạo cơ khí: Chương 6 - Đo các thông số trên máy công cụ" được biên soạn bao gồm các nội dung chính sau: Thiết bị đo laser kiểu đo động hai tần số; Kiểm tra độ chính xác dịch chuyển trên các máy gia công CNC; Đo kiểm tra các thông số sai lệch khác của chuyển động của các bộ phận máy bằng maý đo HP5529A. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật Laser trong chế tạo cơ khí: Chương 6 - Đo các thông số trên máy công cụChương 6 ĐO CÁC THÔNG SỐ TRÊN MÁY CÔNG CỤ6.1 Thiết bị đo laser kiểu đo động hai tần số Hệ thống gia công tự động CNC điều khiển các chuyển độngcủa phôi và dao cắt bằng kỹ thuật số. Độ chính xác gia công phụ thuộc vào độ chính xác điềukhiển trên từng trục tọa độ dịch chuyển thẳng hoặc quay. Cácsai số chế tạo và lắp ráp các bộ phận chuyển động này có thểkiểm tra bằng thiết bị đo laser để đưa vào hiệu chỉnh bù sai sốtrong phần mềm điều khiển. Trong một số máy CNC chính xác cao có thể lắp trực tiếpcác hệ thống bằng laser để đạt được độ chính xác điều khiểncao nhất. Thiết bị đo trên các máy gia công thường sử dụngloại đo theo phương pháp động bằng laser hai tần số như sơ đồnguyên lý ở hình 6.1. Vận tốc dịch chuyển của gương động tạo nên sự biến đổi tần số f1một lượng f1 theo quan hệ: f1 / f1 = c / vHình 6.2 Ảnh của máy đo XL-80 Renishaw và HP5529 của Hewlett-PackardSơ đồ các cấu tử của một hệ đo HP 5529ASơ đồ các thành phần chính của máy đo HP 5529A khi đo kíchthước thẳng , hình 6.3Một số thông số cơ bản của máy đo HP 5529A.+Tốc độ dịch chuyển của gương đo tối đa 0,7 m/s .+Tần số lấy mẫu nhỏ nhất 10-5 s .+Chìêu dài bước sóng trong chân không : 632,991357 nm+Công suất laser max : 1mW.+Đường kính chùm tia : 6 mm .+Dải đo :đến 80 m.+ Độ phân giải : 10 nm .Các khả năng đo của máy HP 5527A khi đo các dịchchuyển thẳng : 1 - Độ phân giải khi sử dụng hệ quang đo thẳng HP10776A :10 nm . Tốc độ dịch chuyển không quá 700 mm/s2 - Độ phân giải khi sử dụng gương phẳng HP10724A : 5 nm.Tốc độ dịch chuyển không quá 350 mm/s3 - Độ phân giải khi sử dụng gương phẳng độ phân giải caoHP10716A : 2,5 nm . Tốc độ dịch chuyển không quá 175mm/s .4 - Dải đo từ 0 đến 40 m , trong điều kiện chuẩn đến 80 m .5 - Độ chính xác đo ở nhiệt độ 20 0,5 0C khi dùng cảm biếnHP1075C, D là : 1,5 ppm . Khi đo trong chân không là 0,02ppm ..Hình 6.4 Sơ đồ mô tả ứng dụng đo laser trên máy phay CNC6.2 Kiểm tra độ chính xác dịch chuyển trên cácmáy gia công CNC Bàn Đầu do dao Laser Máy tiện Xử lýdo tốcdộ Xử lýdo laser Trục chính Xử lý so sánh Kết quảdo Hình 6.5 Sơ đồ đo kiểm tra độ chính xác điều khiển máy tiện CNC6.3 Đo kiểm tra các thông số sai lệch khác của chuyển độngcủa các bộ phận máy bằng maý đo HP5529A .6.3.1 Đo dao động về góc f1 f1  f1  f2 f1 & f2 f2   f2 f1  f1 & f2   f2 Hình 6.6 Sơ dồ đo góc bằng lăng kính phản xạ kép +Độ phân giải khi đo góc : 0,05 giây cung ( một giây cung bằng 0,4848 rad ). + Độ chính xác đo : 0,2% giá trị chỉ thị hoặc : 0,05 giây cung / mét + Dải đo 200 , khoảng cách lớn nhất giữa đầu phát laser và gương phản xạ nhỏ hơn 15 m6.3.2 Đo độ thẳng và độ phẳng của bàn máy và các đường trượt. f1  f1 f1 & f2 Kính tách tia  Lăng kính f2  f2 Volaston f2   f2 & f1  f1 Hình 6.7 Sơ đồ đo với lăng kính VolastonKhi lăng kính Volaston Dịch chuyển một lượng x, hiệuquang lộ của hai tia f1 và f2 là 2x.sin( /2)Hiệu quang lộ này cũng thay đôi khi hai gương phản xạ xoay hoặcdịch chuyển tương đối với nhau.Phương pháp đo với lăng kính Volaston này có thể đo các dịchchuyển ngang theo phương x để kiểm tra độ không thẳng theophương thẳng đứng và phương ngang của đường trượt máy tiện ,phay .Hình 6.8 Đo độ không thẳng của đường trượt máy tiện , phay .+ Dải đo 1,5 mm .+ Độ chính xác :  0,015 m , ở đây m là khoảng cách từ đầulaser đến điểm đo tính theo mét .+Độ phân giải : 0,01 m. Hình 6.9 đo độ thẳng và đồ thị giá trị đo. Hình 6.10 Sơ đồ đo độ vuông góc6.4 Đo kiểm tra các thông số dao trên máy cắt CNCHệ thống laser đo kiểm tra dao thường sử dụng loại laser songsong hoặc hội tụ. Các ứng dụng tiêu biểu: nhận dạng dụng cụ, kiểm tra vết nứtcủa dụng cụ, thiết lập các thông số của các dụng cụ chưa khaibáo trước,đo đường kính và chiều dài dụng cụ ngay trong lúclàm việc, bù độ mòn của dụng cụ, kiểm tra tính nguyên vẹncủa lưỡi cắt, bù độ lệch của hệ trục máy do nhiệt gây ra.. Loại máy đo sử dụng chùm tia hội tụ có thể dùng cho việckiểm tra tính nguyên vẹn của lưỡi cắt và đo chiều dài các loạidụng cụ cắt có đầu tròn, dao khắc hoặc dao có đường kính ...