Nguyên lý laser - Chương 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 động của phôi và dao cắt bằng kỹ thuật số. Độ chính xác gia công phụ thuộc vào độ chính xác điều khiển trên từng trục tọa độ dịch chuyển thẳng hoặc quay. Các sai số chế tạo và lắp ráp các bộ phận chuyển động này có thể kiểm tra bằng thiết bị đo laser để đưa vào hiệu chỉnh bù sai số trong...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý laser - Chương 6Chương 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 chuyểnđộng của 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.Các sai số chế tạo và lắp ráp các bộ phận chuyển động nàycó thể kiểm tra bằng thiết bị đo laser để đưa vào hiệu chỉnhbù sai số trong 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 điềukhiển cao nhất. Thiết bị đo trên các máy gia công thường sửdụng loại đo theo phương pháp động bằng laser hai tần sốnhư sơ đồ nguyên lý ở hình 6.1. Vận tốc dịch chuyển của gương động tạo nên sự biến đổi tầnsố f1 một 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 đokích thước 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 : 5nm. Tốc độ dịch chuyển không quá 350 mm/s3 - Độ phân giải khi sử dụng gương phẳng độ phân giảicao HP10716A : 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 ầ Đ udo dao Laser Máy tiện Xử lý o laser Xử lý o tốcdộ d d 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 chuyểnđộng của các bộ phận máy bằng maý đo HP5529A .6.3.1 Đo dao động về góc f1 f1 ± ∆ f1 α 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 m 6.3.2 Đo độ thẳng và độ phẳng của bàn máy và các đường trượt. f1 ± ∆ f1 f1 & f2 Kính tách tia θ f2± ∆ f2 Lăng kính 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( θ/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 từđầu laser đến điểm đo tính theo mét .+Độ phân giải : 0,01 µm. 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 lasersong song hoặc hội tụ. Các ứng dụng tiêu biểu: nhận dạng dụng cụ, kiểm tra vếtnứt của dụng cụ, thiết lập các thông số của các dụng cụchưa khai báo trước,đo đường kính và chiều dài dụng cụngay trong lúc làm việc, bù độ mòn của dụng cụ, kiểm tratính nguyên vẹn của lưỡi cắt, bù độ lệch của hệ trục máydo nhiệt gây r ...