为机床工具企业提供深度市场分析                     

用户名:   密码:         免费注册  |   申请VIP  |  

English  |   German  |   Japanese  |   添加收藏  |  
司宾太克
功能部件

车床 铣床 钻床 数控系统 加工中心 锻压机床 刨插拉床 螺纹加工机床 齿轮加工机床
磨床 镗床 刀具 功能部件 配件附件 检验测量 机床电器 特种加工 机器人

功能部件

电工电力 工程机械 航空航天 汽车 模具
仪器仪表 通用机械 轨道交通 船舶

搜索
热门关键字:

数控机床

 | 数控车床 | 数控系统 | 滚齿机 | 数控铣床 | 铣刀 | 主轴 | 立式加工中心 | 机器人
您现在的位置:功能部件网> 技术前沿>基于光栅调节车床卡盘同轴度的研究
基于光栅调节车床卡盘同轴度的研究
2020-5-14  来源: 中天科技精密材料有限公司   作者:钱本华;徐希凯;周慧;蒋新力



  
      摘要:在光纤预制棒制造领域,预制棒的几何参数(不圆度、偏壁度、弓曲度)有着相当严格的要求。设备的精度直接影响到预制棒产品质量,而在设备精度中,同轴度参数又是其中最重要的参数之一。本文主要研究是根据非接触式的激光光栅检测方法,快速、准确地检测出设备的同轴度误差值,并且提供了一种车床上两个卡盘间的同轴度调节方法。该方法克服了传统通过读千分表示数来确定偏差值的速度慢、精度差、操作繁琐的缺点;利用光栅技术优化了调节方法,极大提升车床精度,提高了车床精度的调节效率、降低操作难度;进一步提升光纤预制棒的几何精度。
  
      关键词:同轴度调节;光栅;预制棒加工车床

      在预制棒制造领域,车床是最基本、最主要的生产设备之一。车床的精度直接决定了预制棒的产品质量,其中,两端卡盘的同轴度参数在车床精度中更是重中之重。
  
     传统的调节车床同轴度精度的方法是,使用两根高精度的校准棒分别夹持在两端卡盘上,用千分表分别检测两根校准棒的精度,根据千分表的测量的示数进行车床精度的调节;具体方法主要包括 3 个步骤:①调节床身的水平度,②调节两卡盘的跳动,③调节两根校准棒的同心度;完成以上三个步骤即可算是完成了同轴度的调节工作。但由于采用接触式的千分表检测精度,不可避免地产生测量误差,导致车床调节精度较低,影响后期加工的产品质量;同时,千分表检测需要一定的空间及固定位置,很多情况下无法满足该条件,这也造成了传统调节方法的局限性。
  
     本文的研究是针对上述传统检测方法的不足,而提供一种基于光栅调节车床卡盘同轴度的装置,以及调节的方法。
  
     光栅传感器两端分别由投光器和接收器组成,投光器发出的光直射到接收器上,形成一个光幕平面,任何放置在光幕之间的物体将会阻挡一部分光线,使其不能射到相应的接收器上,通过检测这些未被接收的光线距离来测量物体外径。
  
    同轴度检测装置如图 1 所示,主要由左侧三维调节支架、右侧三维调节支架、光栅传感器装置以及母线结构组成,如图 2 所示,传感器支架成圆筒空心结构,上部开4mm 线槽,用于穿过母线;两端焊接平板,焊好后加工两平面,保证两个面的平行度公差在 0.01mm 以内。

  
图 1 同轴度检测装置

    左侧、右侧三维调节装置分别由 Z 轴向调节滑台、滑台支架、XY 轴向调节滑台组成,可实现;X、Y、Z 三方向高精度微调以及相应方向的锁死功能;

    为了方便叙述,定义车床床身平行于地面的为水平面,即 XY 平面;定义垂直于水平面的为垂直面,即XZ 面。

  
图 2 传感器支架
  
    具体实施方法如下:
  
    ①调节车床床身水平度:使用水平仪测量床身位置Ⅰ、位置Ⅱ、位置Ⅲ的 X方向及 Y 方向水平度,通过调节车床的调整垫块,使车床水平度偏差≤0.1mm/m;
    ②确定母线位置:从左向右移动右卡盘,通过调节光栅传感器示数,分别调节 Z 轴向调节滑台、XY 轴向调节滑台,使母线在 Z 方向及 Y 方向的最大值与最小值偏差<0.15mm/m;若达不到该标准,则需对导轨水平度进行调节;
    ③调节左卡盘中心:光栅传感器 1 读数如图 3(a)所示,光栅传感器 2 读数如图 3(b)所示,分别在 A-1、B-1 测试点时将光栅传感器清零,以该点位作为零点位置,然后旋转卡盘,分别在 12 点、3 点、6 点、9 点钟方向读取四个值,并做记录;两个光栅传感器共 8 个值,经过对卡盘座调整螺栓调节后满足以下要求,方可视为左卡盘中心调节完成:
    ④调节导轨水平度:将右卡盘移动到位置Ⅰ后,在(C-Ⅰ-1)、(D-Ⅰ-1) 测试点将传感器清零,然后旋转卡盘,分别在 12 点、3 点、6 点、9 点钟方向读取光栅传感器3、4 的示数,如图 3(c)、(d)所示,将该组 8 个值与左卡盘的 8 个值相比较,需满足以下要求,否则对导轨进行 Y 方向、Z 方向继续调节:
  
图 3 传感器示数

  
表 1
  

表 2
  
  
图 4 测量位置

    接着,将右卡盘移动到位置Ⅱ、位置Ⅲ,读取的相应示数,分别如图 3(e)、(f)、(g)、(h)所示;再将该值与之前的示数进行对比,需满足表 1 所示要求,否则对导轨继续调节。

    ⑤调节右卡盘中心位置:如图 4 所示,将右卡盘分别移动至位置Ⅰ、位置Ⅱ、位置Ⅲ,读取相应位置的光栅传感器示数,使其满足表 2 所示要求,否则继续对右卡盘的调整螺栓进行调节。

    MCVD 车床是一种制作光纤预制棒的设备,由于产品的生产工艺对车床自身的两卡盘间同轴度精度要求很高;运用该装置及方法对车床进行精度调节,满足要求后使用该设备连续生产 2 个月多模芯棒(共 30 根棒),芯棒匹配套管在拉丝塔上制成光纤。对光纤产品进行测试,并统计、分析测试结果,多模光纤的芯/包层同心度误差标准要求在 1μm 以内,从数据中可以看出,所有芯棒参数均在该范围以内。
 
    投稿箱:
        如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表,或进行资讯合作,欢迎联系本网编辑部, 邮箱:skjcsc@vip.sina.com