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)于測量機(jī)床的運(yùn)行測試介紹的指南根據(jù)ISO和ANSI標(biāo)準(zhǔn)，隨后有一份測試報(bào)告模板。根據(jù)需要，報(bào)告模板可針對各種獨(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加工中心性能評估方法* ANSI/ASME B5.57-1998，“ CNC車床和車削中心性能評估方法* ，“旋轉(zhuǎn)軸，具體說明和測試方法* ISO230-3，“熱效應(yīng)測定* ISO230-7，“旋轉(zhuǎn)軸的幾何精確度結(jié)構(gòu)運(yùn)動主軸停轉(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、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、輔助設(shè)備、液壓設(shè)備翻開進(jìn)給保持狀態(tài)SEA測量窗探頭量表示波器和FFT功能均可視情況用于振動分析使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2、Z目的初始測試，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、安裝不良由于外部源例如，地面振動和內(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。電氣錯(cuò)誤源存在的可能性例如，EMC引起的測量噪聲。執(zhí)行測試傳動關(guān)閉電子停機(jī)狀態(tài)針對各探頭/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、輔助設(shè)備、液

3、壓設(shè)備翻開進(jìn)給保持狀態(tài)針對各探頭/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估振動頻率以及重復(fù)或間歇性振動的幅值。慢速測試設(shè)置條件主軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速低于60RPM 傳動或手動轉(zhuǎn)動使用的探頭/軸X、X2、Y、Y2、ZSEA測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)行測量以檢查設(shè)置。執(zhí)行測試當(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)。測試期間：機(jī)器處于“進(jìn)給保持狀態(tài)下。測試期間，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工具的相對位移已被測量，并被存儲用于此測試。這些測量顯示了因此機(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)行測試安裝探頭和標(biāo)準(zhǔn)球放置溫度傳感器，以測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工具的

6、相對位移已被測量，并被存儲用于此測試。這些測量顯示了因機(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)行測試安裝探頭和標(biāo)準(zhǔn)球放置溫度傳感器，以測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)速范圍測試狀態(tài)旋轉(zhuǎn)主軸，從低 RPM漸進(jìn)至最大RPM注意：請勿超岀標(biāo)準(zhǔn)球允許的最大RPM。使用的探頭/軸X、Y、ZSEA測量窗徑向旋轉(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)動誤差剩余同步運(yùn)動誤差非同步運(yùn)動誤差TIR 總指示跳動量目的確定岀現(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)動誤差。每次更改轉(zhuǎn)速后，請點(diǎn)擊“分析設(shè)置窗口中的“設(shè)置目標(biāo)RPM至測量的 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)動誤差和最次轉(zhuǎn)速最大的運(yùn)動誤差。在全面分析期間，請?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。全面分析對于全面分析來說，執(zhí)行測量的轉(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)。對于這些測試來說，測量結(jié) 果可被單獨(dú)存儲以 ASCII代碼，并可在測量完成后用于詳細(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)動誤差：TIR、同步、非同步、總計(jì)Z 軸向運(yùn)動誤差：根本、剩余、同步、總計(jì)主軸轉(zhuǎn)速目的測量主軸的運(yùn)動誤差，以確定機(jī)器的性能和健康運(yùn)轉(zhuǎn)情況執(zhí)行測試將要分析的旋轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為32。在報(bào)告表中，記錄針對各選定速度的所有運(yùn)動誤差值。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)動誤差：TIR、同步、非同步、總計(jì)Z 軸向運(yùn)動誤差：根本、剩余、非同步、總計(jì) 主軸轉(zhuǎn)速目的測量主軸的運(yùn)動誤差，以確定機(jī)器的性能和健康運(yùn)轉(zhuǎn)情況執(zhí)行測試將要分析的旋轉(zhuǎn)次數(shù)設(shè)為32。在報(bào)告表中，記錄針對各選定轉(zhuǎn)速的所有運(yùn)動誤差值。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)動誤差：同步、非同步、總計(jì)主軸轉(zhuǎn)速目的測量主軸在不同轉(zhuǎn)速和 /或溫度下的傾斜情況 執(zhí)行測試在報(bào)告表中，記錄針對各選定轉(zhuǎn)速的所有運(yùn)動誤差值。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

11、位置。此測試還可揭示主軸軸承的預(yù)負(fù)荷的實(shí)際 狀態(tài)。執(zhí)行測試當(dāng)測試完成時(shí)，請記錄在各轉(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量系統(tǒng)現(xiàn)已使用以下測量設(shè)備對機(jī)器主軸的精確度進(jìn)行測量并加以分析: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Elite 系列或CB7 灰色和黑 色序列號最后校準(zhǔn)日期測量范圍靈敏度低高靈敏度如適用探頭/通道1序列號分辨率探頭/通道2序列號分辨率探頭/通道3序列號分辨率探頭/通道4序列號分辨率探頭/通道5序列號分辨率標(biāo)準(zhǔn)球25.4毫米1英寸單標(biāo)準(zhǔn)球序列號圓度xxx

12、nm25.4毫米1英寸雙標(biāo)準(zhǔn)球序列號上球圓度xxx nm下球圓度xxx nm12.7毫米0.5英寸單標(biāo)準(zhǔn)球序列號圓度xxx nm25.4毫米1英寸圓柱體序列號圓度xxx nm測量系統(tǒng)校準(zhǔn)具有 NIST可追溯性測量設(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:總指示跳動量Synch：同步運(yùn)動誤差A(yù)sy nch：非同步運(yùn)動誤差Fund：根本運(yùn)動誤差RPM每分鐘轉(zhuǎn)速已測量的運(yùn)動誤差熱漂移(ASME B5.54、ASME B5.57、SO 230-3) 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差(ASME B5.54、ASME B5.57、ISO 230-7)：同步運(yùn)動誤差非同步運(yùn)動誤差總運(yùn)動誤差。漂移與

13、RPM結(jié)構(gòu)運(yùn)動主軸停轉(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)。需要測量的探頭/軸X、X2、Y、Y2、Z目的初始測試，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、安裝不良由于外部源例如，地面振動和內(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。電氣錯(cuò)誤源存在的可能性例如，EMC引起的測量噪聲。結(jié)果機(jī)器通電，關(guān)閉傳動、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、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)動評價(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)。 測試期間：機(jī)器處于“進(jìn)給保持狀態(tài)下。測試期間，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工具的相對位移已被測量，并被存儲用于此測試。這些測量顯示了因此機(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)果測試期間，各項(xiàng)測量的范圍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目的工件對工具的相對位移已被測量，并被存儲用于此測試。這些測量顯示了因機(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)果測試期間，各項(xiàng)測量的范圍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價(jià):初始速度范圍測試條件旋轉(zhuǎn)主軸，從低 RPM漸進(jìn)至最大RPM 注意：請勿超岀標(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 誤差非同步運(yùn) 動誤差TIR X根本運(yùn)動 誤差非同步運(yùn) 動誤差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目的測量主軸的運(yùn)動誤差，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 誤差非同步運(yùn) 動誤差TIR X根本運(yùn)動 誤差剩余運(yùn)動 誤差非同步運(yùn) 動誤差TIR固定敏感度評價(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目的測量主軸的運(yùn)動誤差，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 誤差非同步運(yùn) 動誤差TIR XTIR Y根本運(yùn)動 誤差剩余運(yùn)動 誤差非同步運(yùn) 動誤差TIR旋轉(zhuǎn)敏感度評價(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