主轴回转误差分析仪操作指引.pdf
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1、主轴回转误差分析仪操作指南 关于测量机床的运行测试介绍的指南 根据 ISO 和 ANSI 标准,随后有一份测试报告模板。 根据需要,报告模板可针对各种独特的情况进行修改和个性化编辑。 相关标准: ANSI/ASME 标准 B5.54-2005,“ CNC 加工中心性能评估方法” ANSI/ASME B5.57-1998 ,“ CNC 车床和车削中心性能评估方法” ANSI/ASME B89.3.4 ,“旋转轴,具体说明和测试方法” ISO230-3 ,“热效应测定” ISO230-7 ,“旋转轴的几何精确度” 结构运动(主轴停转) 相关标准部分 ISO 230-7 ,5.3 ASME B5.5
2、4,6.3 ASME B5.57,6.3 状态 1. 机器通电,主轴未旋转,传动、辅助设备、液压设备关闭(电子停机状态) 2. 机器通电,主轴未旋转,传动、辅助设备、液压设备打开(进给保持状态) SEA 测量窗 探头量表 示波器和 FFT 功能均可视情况用于振动分析 使用的探头/ 轴 X、X2、Y、Y2、Z 目的 初始测试,用以确定: 安装的牢固性(例如,因界面板不牢固而引发探头巢中出现振动、安装不良) 由于外部源(例如,地面振动)和内部源(例如润滑泵、控制器设置不佳),在机器的结 构环中出现的振动。 电气错误源存在的可能性(例如,EMC 引起的测量噪声)。 执行测试 传动关闭(电子停机状态)
3、 针对各探头 / 通道, 1. 重置探头量表的 TIR 。 2. 等候 5 秒钟 3. 记录通道的 TIR 。 传动、辅助设备、液压设备打开(进给保持状态) 针对各探头 / 通道, 1. 重置探头量表的 TIR 。 2. 等候 5 秒钟 3. 记录通道的 TIR 。 示波器和 FFT 显示功能可被用来评估振动频率以及重复或间歇性振动的幅值。 慢速测试设置 条件 主轴的旋转转速低于 60RPM(传动或手动转动) 使用的探头/ 轴 X、X2、Y、Y2、Z SEA 测量窗 探头量表 示波器 目的 当机器的主轴正在缓慢旋转时,进行测量以检查设置。 执行测试 当主轴旋转时,重置并观察探头量表上的 TIR
4、 指示器,以获得各通道的显示数据。 在完整的旋转期间,验证所有通道仍然在范围内 验证标准球的偏心 典型的偏心量为 25- 50m 或者为预计主轴回转误差最大值的 10 倍。 如果使用编码器来触发 SEA 测量,则无需任何偏心。 环境温度变化误差 (ETVE) 相关标准部分 ISO 230-3 ,5 ASME B5.54,6.2 ASME B5.54,6.2.1 条件 测试前:机器必须在环境温度下浸泡至少 12 小时,在此期间,主轴处于非激活状态。 测试期间:机器处于“进给保持”状态下。测试期间,周围的环境条件必须是机器实际操作期间 的典型条件。 使用的探头/ 轴 X、X2、Y、Y2、Z 温度传
5、感器 SEA 测量窗 热 记录的值 X、Y、 Z 轴的位置漂移 倾斜( X,Y) 空气温度 主轴鼻端温度 任何其他感兴趣的表面温度 目的 工件对工具的相对位移已被测量,并被存储用于此测试。这些测量显示了因此机器的典型环境条 件而产生的主轴漂移误差的大小。 执行测试 安装探头和标准球 放置温度传感器,以测量空气温度 将温度传感器放置在主轴鼻端上 根据需要,放置其他温度传感器 浸泡后,将热样本时间设置为 60 秒,总持续时间为 4 小时(最少)至 24 小时(最佳)。 运行测试 在表格中记录样本结果,并插入图表截图。 热漂移 相关标准部分 ISO 230-3 ,6 ASME B5.54,7.6.2
6、 ASME B5.57,7.6.2 条件 测试前:机器必须在环境温度下浸泡至少 12 小时,在此期间,主轴处于非激活状态。 测试期间:以最大速度的 75% 旋转主轴 使用的探头/ 轴 X、X2、Y、Y2、Z SEA 测量窗 热 记录的值 X、Y、 Z 轴的位置漂移 倾斜( X,Y) 大气温度 主轴头温度 目的 工件对工具的相对位移已被测量,并被存储用于此测试。这些测量显示了因机器预热期间主轴产 生的热量而导致的主轴漂移误差的大小,并可帮助确定适应主轴冷却系统中的规格和缺陷所需的 最少主轴预热时间。 执行测试 安装探头和标准球 放置温度传感器,以测量空气温度 将温度传感器放置在主轴鼻端上 根据需
7、要,放置其他温度传感器 浸泡后,将热样本时间设置为 5 秒,总持续时间为 60 分钟。 运行测试 在表格中记录样本结果,并插入图表截图 初始转速范围测试 状态 旋转主轴,从低 RPM 渐进至最大 RPM (注意:请勿超出标准球允许的最大 RPM )。 使用的探头/ 轴 X、Y、 Z SEA 测量窗 径向旋转或固定敏感度 轴向 示波器(可选) 分析设置 记录的值 径向 同步误差 非同步误差 TIR X TIR Y 轴 基本运动误差 剩余同步运动误差 非同步运动误差 TIR(总指示跳动量) 目的 确定出现问题的主轴转速,以便在全面分析期间进行进一步研究 执行测试 观察 / 记录整个主轴速度范围内的
8、同步和非同步运动误差。 每次更改转速后,请点击“分析设置”窗口中的“设置目标 RPM 至测量的RPM ”按钮。此举可调 整 DAQ 至适合此转速的采样率。 查看最佳转速(最小的运动误差)和最次转速(最大的运动误差)。在全面分析期间,请特别注 意最次转速,以了解是否可以找到原因/ 补救措施。 全面分析 对于全面分析来说,执行测量的转速为至少 5 等分主轴的转速范围。典型的工作转速应该明确地在本测 试中加以使用。需要 10%、50% 和 100% 全速的 ANSI 标准需被包含在内。对于这些测试来说,测量结 果可被单独存储(以ASCII 代码),并可在测量完成后用于详细的分析。 径向固定敏感度和轴
9、向(机床、车削中心和磨床) 相关标准部分 ISO 230-7 ,5.5 ASME B5.57,7.5.3 条件 以选定的转速(包括正常使用的通用转速)旋转主轴。 使用的探头/ 轴 X、Z SEA 测量窗 径向固定敏感度 轴向 在各转速下记录的值 X(径向)运动误差:TIR、同步、非同步、总计 Z(轴向)运动误差:基本、剩余、同步、总计 主轴转速 目的 测量主轴的运动误差,以确定机器的性能和健康运转情况 执行测试 将要分析的旋转次数设为 32 。在报告表中,记录针对各选定速度的所有运动误差值。 径向和轴向旋转敏感度(所有机床) 相关标准部分 ISO 230-7 ,5.4 ASME B5.54,7
10、.5.3 ASME B5.57,7.5.4 条件 以选定的转速(包括正常使用的通用转速)旋转主轴。 使用的探头/ 轴 X、Y、 Z SEA 测量窗 径向旋转敏感度 轴向 在各转速下记录的值 X、Y(径向)运动误差:TIR、同步、非同步、总计 Z(轴向)运动误差:基本、剩余、非同步、总计 主轴转速 目的 测量主轴的运动误差,以确定机器的性能和健康运转情况 执行测试 将要分析的旋转次数设为 32 。在报告表中,记录针对各选定转速的所有运动误差值。 倾斜 - 固定敏感方向 相关标准部分 ISO 230-7 ,5.5.5 ASME B5.57,7.5.3.4 条件 以选定的转速(包括正常使用的通用转速
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