引言
QP2033 - L精密四轴加工中心是一台配备 FANUC 0i MD数控系统的国产高性能高速四轴四 联动的数控机床，可以同时控制X、Y、Z、A四个伺 服控制轴和一个主轴。该四轴加工中心为半闭环控 制，采用HIWIN公司高精度的滚珠丝杠作为驱动元 件。机床的X、Y、Z轴的定位精度为0.01mm, A轴 定位精度为15弧秒，此次加工产品出现X尺寸方 向超差0. 06mm。针对该情况，应用激光干涉仪检 测技术和FANUC 0i MD数控系统螺距误差补偿功 能，对QP2033 -L精密四轴加工中心X轴定位精度 进行检测并补偿，可以达到提高机床精度的目的。
_、激光干涉仪检测的基本原理
激光干涉仪是利用干涉镜原理来进行定位精度 检测的，其测量基本原理如图1所示。测量时，从激 光头射出的激光束（图中①）经分光镜分成两道光 束（图中②和③），一道光束（参考光束②）由反向反 射镜反射回去，另一道光束（测量光束③）由移动反 向反射镜反射回去，两道返回光束在分光镜合成光束（图中④），进入激光头内的探测器形成一道干涉 光束。其中，当两道返回光束波长相同时，形成明条 纹，称为“相长干涉”。当两道返回光束的波长存在 180°的相位差时，形成暗条纹，称为‘‘相消干涉”。 当光程差发生变化时,探测器将在光路改变时检测 到相长干涉和相消干涉的明暗条纹信号，这些信号 被探测器记录，用于计算测量的实际位移。

二、精度检测
根据激光干涉仪检测的基本原理，进行机床精 度检测,确定机床误差。具体步骤如下：
1.安装激光干涉仪
激光干涉仪检测设备采用的是英国Rienshaw公司生产的激光干涉仪系统，包括XL -80激光头、 线性测量反射镜、线性干涉镜、补偿单元和计算机及 相应的测试软件。
激光干涉仪系统的具体安装连接图如图2所 示：
(1)安装激光头。将XL-80激光头水平安装 在三角架上，连接电源，打开激光头预热6分钟，使 激光稳定，
(2)安装XC补偿单元。将材料温度传感器、 空气温度传感器与XC补偿单元连接。
(3)安装测量镜组。将线性反射镜、线性干涉 镜安装在机床主轴和工作台上，并对准激光。调整 XL -80激光头和反射镜的位置，以使光束穿过干涉 镜,并由反射镜反射回来。移动反射镜，使测量光束 ③和参考光束②在探测器接口位置重叠。使反射镜 沿X轴坐标行程范围内移动，确保两束光_直保持 重叠，使激光光束强弱LED指示灯_直保持绿色。
(4)运行线性测试软件。将激光头和XC补偿 单元和电脑连接，然后打开线性测试软件，设置材料 的热膨胀系数为11.7ppm/°C (机床采用的半闭环控 制）
3.检测数据的设置
在进行检测之前，需要对数控系统参数的设置, 主要确定检测轴的移动范围、检测间隔、检测次数、 检测点数，具体设置数据如表1所示。

表1检测数据的设置

为1;
(3)设定参数8135#0 =0,确定螺距补偿功能 已打开；
(4)3620补偿参考点X轴=101;
(5)3621负向最小点补偿号,X轴=100;
(6)3622正向点补偿号,X轴=116;
(7)3623补偿倍率，X轴=1;
(8)3624 补偿间隔,X 轴= 60000;
(9)打开螺距误差补偿表，把100到116范围 的补偿数据清零；
(10)1851反向间隙，X轴=0;
(11)重启机床；
2.编写检测程序
根据表一的数据编写机床检测程序，程序如下: O1001;(主程序）
N10 M98 P1 L3;检测次数 N20 M30;
O0001;(子程序一）
N10 G90 G01 F2000；
N20 X - 5. 0;
N30 G4 X2.0;
N40 X0;
N50 G4 X4.0;
N60 M98 P2 L14;调用子程序二
N70 X5.0;
N80 G4 X2.0;
N90 X - 5. 0;
N100 G4 X4.0
N110 M98 P3 L14;调用子程序三 N120 M99;
00002;(子程序二）
N10 G91 X60.0;
N20 G4 X4.0;
N30 M99;
00003;(子程三）
N10 G91 X -60.0 ；
N20 G4 X4.0;
N30 M99;
4.数据采集
将机床X轴运行到原点—•运行Renishaw laser- XL线性测量软件（软件设置值与表1对应）—运行 测试程序—进行数据采集，采集的数据曲线如图3 所示。从测试数据中看出，机床X轴定位精度比较 大，其定位误差为0.058mm,由此可以确定机床X 轴尺寸超差0. 06mm的原因是由于X轴定位精度误差导致，因此需要调整螺距补偿值。
三、精度补偿
(一）设置螺距误差补偿表 根据采集的数据进行分析，设置误差补偿表。 由于机床采用的是FNAUC Oi MD数控系统,螺距误 差补偿设置类型①图表类型为均值补偿;②补偿类 型为增量；③补偿分辨率为〇. 〇〇1mm;④正负符号 转换为补偿值。软件自动计算出螺距误差补偿表, 如图4所示。
(二）误差补偿
将补偿数值输入系统螺距误差补偿表,打开螺 距误差补偿表，输入图4的补偿数值，具体步骤如下：
(1)将系统处于“MDI”模式；
⑵打开设定（SETTING)画面，设定“写参数”
为1;
(3)打开螺距误差补偿表输入螺距误差补偿 值，见表2;
(三）精度校验
对机床X轴补偿后，再次运行测试程序，测量 机床的定位精度，采集数据曲线如图5所示。从采 集的数据可以看出：机床X轴的定位精度为0. 004mm,已经明显提高。

表2螺距误差补偿表

四、结论
利用激光干涉仪检测技术和数控系统的螺距误 差补偿功能对机床定位误差检测和补偿，可以提高 数控机床的加工精度。

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