主軸回轉(zhuǎn)誤差分析儀操作指引

1、主軸回轉(zhuǎn)誤差分析儀操作指南關(guān)于測(cè)量機(jī)床的運(yùn)行測(cè)試介紹的指南根據(jù)ISO和ANSI標(biāo)準(zhǔn)，隨后有一份測(cè)試報(bào)告模板。根據(jù)需要，報(bào)告模板可針對(duì)各種獨(dú)特的情況進(jìn)行修改和個(gè)性化編輯。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：* ANSI/ASME標(biāo)準(zhǔn)B5.54-2005，“ CNC加工中心性能評(píng)估方法* ANSI/ASME B5.57-1998，“ CNC車床和車削中心性能評(píng)估方法* ，“旋轉(zhuǎn)軸，具體說明和測(cè)試方法* ISO230-3，“熱效應(yīng)測(cè)定* ISO230-7，“旋轉(zhuǎn)軸的幾何精確度結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)主軸停轉(zhuǎn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-7 ，5.3« ASME B5.54，6.3« ASME B5.57，6.

2、3狀態(tài)1. 機(jī)器通電，主軸未旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)、輔助設(shè)備、液壓設(shè)備關(guān)閉電子停機(jī)狀態(tài)2. 機(jī)器通電，主軸未旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)、輔助設(shè)備、液壓設(shè)備翻開進(jìn)給保持狀態(tài)SEA測(cè)量窗探頭量表示波器和FFT功能均可視情況用于振動(dòng)分析使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2、Z目的初始測(cè)試，用以確定：安裝的牢固性例如，因界面板不牢固而引發(fā)探頭巢中岀現(xiàn)振動(dòng)、安裝不良由于外部源例如，地面振動(dòng)和內(nèi)部源例如潤滑泵、控制器設(shè)置不佳，在機(jī)器的結(jié) 構(gòu)環(huán)中出現(xiàn)的振動(dòng)。電氣錯(cuò)誤源存在的可能性例如，EMC引起的測(cè)量噪聲。執(zhí)行測(cè)試傳動(dòng)關(guān)閉電子停機(jī)狀態(tài)針對(duì)各探頭/通道，1. 重置探頭量表的 TIR。2. 等候5秒鐘3. 記錄通道的TIR。傳動(dòng)、輔助設(shè)備、液

3、壓設(shè)備翻開進(jìn)給保持狀態(tài)針對(duì)各探頭/通道，1. 重置探頭量表的 TIR。2. 等候5秒鐘3. 記錄通道的TIR。示波器和FFT顯示功能可被用來評(píng)估振動(dòng)頻率以及重復(fù)或間歇性振動(dòng)的幅值。慢速測(cè)試設(shè)置條件主軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速低于60RPM 傳動(dòng)或手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2、ZSEA測(cè)量窗探頭量表示波器目的當(dāng)機(jī)器的主軸正在緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行測(cè)量以檢查設(shè)置。執(zhí)行測(cè)試當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，重置并觀察探頭量表上的TIR指示器，以獲得各通道的顯示數(shù)據(jù)在完整的旋轉(zhuǎn)期間，驗(yàn)證所有通道仍然在范圍內(nèi)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)球的偏心典型的偏心量為 25- 50卩m或者為預(yù)計(jì)主軸回轉(zhuǎn)誤差最大值的10倍。如果使用編碼器來觸發(fā) SEA測(cè)量，那么

4、無需任何偏心。環(huán)境溫度變化誤差ETVE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-3 ，5« ASME B5.54，6.2« ASME B5.54，條件測(cè)試前：機(jī)器必須在環(huán)境溫度下浸泡至少12小時(shí)，在此期間，主軸處于非激活狀態(tài)。測(cè)試期間：機(jī)器處于“進(jìn)給保持狀態(tài)下。測(cè)試期間，周圍的環(huán)境條件必須是機(jī)器實(shí)際操作期間 的典型條件。使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2、Z溫度傳感器SEA測(cè)量窗執(zhí)八'、記錄的值X、Y、Z軸的位置漂移傾斜X, Y空氣溫度主軸鼻端溫度任何其他感興趣的外表溫度目的工件對(duì)工具的相對(duì)位移已被測(cè)量，并被存儲(chǔ)用于此測(cè)試。這些測(cè)量顯示了因此機(jī)器的典型環(huán)境條 件而產(chǎn)生

5、的主軸漂移誤差的大小。執(zhí)行測(cè)試安裝探頭和標(biāo)準(zhǔn)球放置溫度傳感器，以測(cè)量空氣溫度將溫度傳感器放置在主軸鼻端上根據(jù)需要，放置其他溫度傳感器浸泡后，將熱樣本時(shí)間設(shè)置為60秒，總持續(xù)時(shí)間為 4小時(shí)最少至 24小時(shí)最正確運(yùn)行測(cè)試在表格中記錄樣本結(jié)果，并插入圖表截圖。熱漂移相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部* ISO 230-3 ，6* ASME B5.54，ASME B5.57，條件測(cè)試前：機(jī)器必須在環(huán)境溫度下浸泡至少12小時(shí)，在此期間，主軸處于非激活狀態(tài)測(cè)試期間：以最大速度的75%旋轉(zhuǎn)主軸使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2、ZSEA測(cè)量窗熱八'、記錄的值X、Y、Z軸的位置漂移傾斜X，Y大氣溫度主軸頭溫度目的工件對(duì)工具的

6、相對(duì)位移已被測(cè)量，并被存儲(chǔ)用于此測(cè)試。這些測(cè)量顯示了因機(jī)器預(yù)熱期間主軸產(chǎn) 生的熱量而導(dǎo)致的主軸漂移誤差的大小，并可幫助確定適應(yīng)主軸冷卻系統(tǒng)中的規(guī)格和缺陷所需的 最少主軸預(yù)熱時(shí)間。執(zhí)行測(cè)試安裝探頭和標(biāo)準(zhǔn)球放置溫度傳感器，以測(cè)量空氣溫度將溫度傳感器放置在主軸鼻端上根據(jù)需要，放置其他溫度傳感器浸泡后，將熱樣本時(shí)間設(shè)置為5秒，總持續(xù)時(shí)間為 60 分鐘。運(yùn)行測(cè)試在表格中記錄樣本結(jié)果，并插入圖表截圖初始轉(zhuǎn)速范圍測(cè)試狀態(tài)旋轉(zhuǎn)主軸，從低 RPM漸進(jìn)至最大RPM注意：請(qǐng)勿超岀標(biāo)準(zhǔn)球允許的最大RPM。使用的探頭/軸X、Y、ZSEA測(cè)量窗徑向旋轉(zhuǎn)或固定敏感度軸向示波器可選分析設(shè)置記錄的值徑向同步誤差非同步誤差TIR

7、 XTIR Y軸根本運(yùn)動(dòng)誤差剩余同步運(yùn)動(dòng)誤差非同步運(yùn)動(dòng)誤差TIR 總指示跳動(dòng)量目的確定岀現(xiàn)問題的主軸轉(zhuǎn)速，以便在全面分析期間進(jìn)行進(jìn)一步研究 執(zhí)行測(cè)試觀察/記錄整個(gè)主軸速度范圍內(nèi)的同步和非同步運(yùn)動(dòng)誤差。每次更改轉(zhuǎn)速后，請(qǐng)點(diǎn)擊“分析設(shè)置窗口中的“設(shè)置目標(biāo)RPM至測(cè)量的 RPIM按鈕。此舉可調(diào)整DAQ至適合此轉(zhuǎn)速的采樣率。查看最正確轉(zhuǎn)速最小的運(yùn)動(dòng)誤差和最次轉(zhuǎn)速最大的運(yùn)動(dòng)誤差。在全面分析期間，請(qǐng)?zhí)貏e注意最次轉(zhuǎn)速，以了解是否可以找到原因/補(bǔ)救措施。全面分析對(duì)于全面分析來說，執(zhí)行測(cè)量的轉(zhuǎn)速為至少5等分主軸的轉(zhuǎn)速范圍。典型的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)該明確地在本測(cè)試中加以使用。需要 10%、50%和100%全速的ANSI標(biāo)

8、準(zhǔn)需被包含在內(nèi)。對(duì)于這些測(cè)試來說，測(cè)量結(jié) 果可被單獨(dú)存儲(chǔ)以 ASCII代碼，并可在測(cè)量完成后用于詳細(xì)的分析。徑向固定敏感度和軸向機(jī)床、車削中心和磨床相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-7 ，5.5ASME B5.57，條件以選定的轉(zhuǎn)速包括正常使用的通用轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)主軸。使用的探頭/軸X、ZSEA測(cè)量窗徑向固定敏感度軸向在各轉(zhuǎn)速下記錄的值X 徑向運(yùn)動(dòng)誤差：TIR、同步、非同步、總計(jì)Z 軸向運(yùn)動(dòng)誤差：根本、剩余、同步、總計(jì)主軸轉(zhuǎn)速目的測(cè)量主軸的運(yùn)動(dòng)誤差，以確定機(jī)器的性能和健康運(yùn)轉(zhuǎn)情況執(zhí)行測(cè)試將要分析的旋轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為32。在報(bào)告表中，記錄針對(duì)各選定速度的所有運(yùn)動(dòng)誤差值。徑向和軸向旋轉(zhuǎn)敏感度所有機(jī)床相

9、關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部* ISO 230-7 ，5.4* ASME B5.54，ASME B5.57，條件 以選定的轉(zhuǎn)速包括正常使用的通用轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)主軸。使用的探頭/軸X、Y、ZSEA測(cè)量窗徑向旋轉(zhuǎn)敏感度軸向在各轉(zhuǎn)速下記錄的值X、丫徑向運(yùn)動(dòng)誤差：TIR、同步、非同步、總計(jì)Z 軸向運(yùn)動(dòng)誤差：根本、剩余、非同步、總計(jì) 主軸轉(zhuǎn)速目的測(cè)量主軸的運(yùn)動(dòng)誤差，以確定機(jī)器的性能和健康運(yùn)轉(zhuǎn)情況執(zhí)行測(cè)試將要分析的旋轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為32。在報(bào)告表中，記錄針對(duì)各選定轉(zhuǎn)速的所有運(yùn)動(dòng)誤差值。傾斜-固定敏感方向相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部 ISO 230-7 ，ASME B5.57, 7.534條件以選定的轉(zhuǎn)速包括正常使用的通用轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)主軸。 使用的探頭/軸

10、X、X2 或 Y、Y2SEA測(cè)量窗傾斜-固定敏感方向 在各轉(zhuǎn)速下記錄的值軸向、傾斜運(yùn)動(dòng)誤差：同步、非同步、總計(jì)主軸轉(zhuǎn)速目的測(cè)量主軸在不同轉(zhuǎn)速和 /或溫度下的傾斜情況 執(zhí)行測(cè)試在報(bào)告表中，記錄針對(duì)各選定轉(zhuǎn)速的所有運(yùn)動(dòng)誤差值。漂移與RPM條件以選定的轉(zhuǎn)速包括正常使用的通用轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)主軸。使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2 和 ZSEA測(cè)量窗漂移與RPM在各轉(zhuǎn)速下記錄的值在各軸中的漂移和傾斜主軸轉(zhuǎn)速目的當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)逐步增加時(shí)，測(cè)試主軸在X、丫、Z軸中的位置漂移位移情況，以及X和丫軸的傾斜情況。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速增加時(shí)，主軸部件內(nèi)的機(jī)械負(fù)荷發(fā)生變化即離心力發(fā)生 變化，預(yù)負(fù)荷發(fā)生變化，從而影響主軸的相對(duì)

11、位置。此測(cè)試還可揭示主軸軸承的預(yù)負(fù)荷的實(shí)際 狀態(tài)。執(zhí)行測(cè)試當(dāng)測(cè)試完成時(shí)，請(qǐng)記錄在各轉(zhuǎn)速下增加和減少而引起的各軸的位置漂移情況，并插入圖表截圖。主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)量報(bào)告日期機(jī)器ID位置操作員報(bào)告作者工程訂單備注測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)已使用以下測(cè)量設(shè)備對(duì)機(jī)器主軸的精確度進(jìn)行測(cè)量并加以分析:軟件Lion Precision主軸回轉(zhuǎn)誤差分析儀版本電子器件模塊系統(tǒng)型號(hào)Elite 系列或CB7 灰色和黑 色序列號(hào)最后校準(zhǔn)日期測(cè)量范圍靈敏度低高靈敏度如適用探頭/通道1序列號(hào)分辨率探頭/通道2序列號(hào)分辨率探頭/通道3序列號(hào)分辨率探頭/通道4序列號(hào)分辨率探頭/通道5序列號(hào)分辨率標(biāo)準(zhǔn)球25.4毫米1英寸單標(biāo)準(zhǔn)球序列號(hào)圓度xxx

12、nm25.4毫米1英寸雙標(biāo)準(zhǔn)球序列號(hào)上球圓度xxx nm下球圓度xxx nm12.7毫米0.5英寸單標(biāo)準(zhǔn)球序列號(hào)圓度xxx nm25.4毫米1英寸圓柱體序列號(hào)圓度xxx nm測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)具有 NIST可追溯性測(cè)量設(shè)置照片XXXX圖片放于此處通道分配通道軸12345定義/縮寫詞TIR:總指示跳動(dòng)量Synch：同步運(yùn)動(dòng)誤差A(yù)sy nch：非同步運(yùn)動(dòng)誤差Fund：根本運(yùn)動(dòng)誤差RPM每分鐘轉(zhuǎn)速已測(cè)量的運(yùn)動(dòng)誤差熱漂移(ASME B5.54、ASME B5.57、SO 230-3) 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差(ASME B5.54、ASME B5.57、ISO 230-7)：同步運(yùn)動(dòng)誤差非同步運(yùn)動(dòng)誤差總運(yùn)動(dòng)誤差。漂移與

13、RPM結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)主軸停轉(zhuǎn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-7 ，5.3« ASME B5.54，6.3ASME B5.57，6.3條件機(jī)器通電、軸激活、主軸未旋轉(zhuǎn)。需要測(cè)量的探頭/軸X、X2、Y、Y2、Z目的初始測(cè)試，用以確定：安裝的牢固性例如，因界面板不牢固而引發(fā)探頭巢中岀現(xiàn)振動(dòng)、安裝不良由于外部源例如，地面振動(dòng)和內(nèi)部源例如潤滑泵、控制器設(shè)置不佳，在機(jī)器的結(jié) 構(gòu)環(huán)中出現(xiàn)的振動(dòng)。電氣錯(cuò)誤源存在的可能性例如，EMC引起的測(cè)量噪聲。結(jié)果機(jī)器通電，關(guān)閉傳動(dòng)、輔助設(shè)備和液壓設(shè)備探頭/軸5秒TIR 微米XX2YY2Z機(jī)器通電，翻開傳動(dòng)、輔助設(shè)備和液壓設(shè)備探頭/軸5秒TIR 微米XX2YY

14、2Z結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià):環(huán)境溫度變化誤差ETVE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-3 ，5« ASME B5.54，6.2ASME B5.54，條件測(cè)試前：機(jī)器必須在環(huán)境溫度下浸泡至少 12小時(shí)，在此期間，主軸處于非激活狀態(tài)。 測(cè)試期間：機(jī)器處于“進(jìn)給保持狀態(tài)下。測(cè)試期間，周圍的環(huán)境條件必須是機(jī)器實(shí)際操作期間 的典型條件。使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2、Z溫度傳感器目的工件對(duì)工具的相對(duì)位移已被測(cè)量，并被存儲(chǔ)用于此測(cè)試。這些測(cè)量顯示了因此機(jī)器的典型環(huán)境條 件而產(chǎn)生的主軸漂移誤差的大小。結(jié)果測(cè)試期間，各項(xiàng)測(cè)量的范圍TIR持續(xù)時(shí)間位移微米溫度(° C)XYZX傾斜丫傾斜空氣主

15、軸T3T4T5ETVE圖表插入圖表截圖ETVE備注:熱漂移相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-3 , 6« ASME B5.54 , 762ASME B5.57 , 條件測(cè)試前：機(jī)器必須在環(huán)境溫度下浸泡至少12小時(shí)，在此期間，主軸處于非激活狀態(tài)。測(cè)試期間：以75%的最大速度旋轉(zhuǎn)主軸使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2、Z目的工件對(duì)工具的相對(duì)位移已被測(cè)量，并被存儲(chǔ)用于此測(cè)試。這些測(cè)量顯示了因機(jī)器預(yù)熱期間主軸產(chǎn) 生的熱量而導(dǎo)致的主軸漂移誤差的大小，并可幫助確定適應(yīng)主軸冷卻系統(tǒng)中的規(guī)格和缺陷所需的 最少主軸預(yù)熱時(shí)間。結(jié)果測(cè)試期間，各項(xiàng)測(cè)量的范圍TIR持續(xù)時(shí)間位移微米溫度(° C

16、)XYZX傾斜丫傾斜空氣主軸T3T4T5熱漂移圖插入圖表截圖熱漂移評(píng)價(jià):初始速度范圍測(cè)試條件旋轉(zhuǎn)主軸，從低 RPM漸進(jìn)至最大RPM 注意：請(qǐng)勿超岀標(biāo)準(zhǔn)球允許的最大RPM使用的探頭/軸X、Y、Z目的確定岀現(xiàn)問題的主軸轉(zhuǎn)速，以便在全面分析期間進(jìn)行進(jìn)一步研究結(jié)果值得注意的轉(zhuǎn)速RPM徑向卩m軸向卩m最優(yōu)最次同步運(yùn)動(dòng) 誤差非同步運(yùn) 動(dòng)誤差TIR X根本運(yùn)動(dòng) 誤差非同步運(yùn) 動(dòng)誤差TIR備注:徑向和軸向固定敏感度機(jī)床、車削中心和磨床相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-7 ，5.5ASME B5.57，條件按照10%、50%和100%的最大速度以及其他選定的速度包括正常使用的通用速度旋轉(zhuǎn)主 軸。使用的探

17、頭/軸X、Z目的測(cè)量主軸的運(yùn)動(dòng)誤差，以確定機(jī)器的性能和健康運(yùn)轉(zhuǎn)情況結(jié)果RPM徑向卩m軸向卩m同步運(yùn)動(dòng) 誤差非同步運(yùn) 動(dòng)誤差TIR X根本運(yùn)動(dòng) 誤差剩余運(yùn)動(dòng) 誤差非同步運(yùn) 動(dòng)誤差TIR固定敏感度評(píng)價(jià):徑向旋轉(zhuǎn)敏感度和軸向所有機(jī)床相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-7 ，5.4« ASME B5.54，ASME B5.57，條件按照10%、50%和100%的最大轉(zhuǎn)速以及其他選定的轉(zhuǎn)速包括正常使用的通用轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)主 軸。使用的探頭/軸X、Y、Z目的測(cè)量主軸的運(yùn)動(dòng)誤差，以確定機(jī)器的性能和健康運(yùn)轉(zhuǎn)情況RPM徑向卩m軸向卩m同步運(yùn)動(dòng) 誤差非同步運(yùn) 動(dòng)誤差TIR XTIR Y根本運(yùn)動(dòng) 誤差剩余運(yùn)動(dòng) 誤差非同步運(yùn) 動(dòng)誤差TIR旋轉(zhuǎn)敏感度評(píng)價(jià):傾斜-固定敏感方向相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)局部« ISO 230-7 ，ASME B5.57，7.534條件按照10%、50%和100%的最大速度以及其他選定的速度包括正常使用的通用速度旋轉(zhuǎn)主 軸。使用的探頭/軸X、X2 或 Y、Y2目的測(cè)量主軸在不同速度和/或溫度下的傾斜情況RPMX傾斜卩Rad丫傾斜卩Rad同步