雷尼紹TONiC™超小型非（fēi）接觸式增量（liàng）式光（guāng）柵係統使轉台精度創新高
2019-12-18 來源：雷尼紹 作者：-
數控轉台對多軸加工中心的性能起著舉足輕重的作用。在機床（chuáng）的整個生命周（zhōu）期中轉台的精度和可靠性是機床製造商關注的首要問題，為此Matsumoto Machine Corporation (MMK) 采取了一種（zhǒng）切實（shí）可行、雙管齊下的方法來減少分度誤差，提高性能。通過（guò）強化產品校準和編碼器技術，MMK將轉台精（jīng）度提升到（dào）新高度。
MMK的數控轉台
背景
Matsumoto Machine Corporation於1948年在日本成（chéng）立，是一家技術領（lǐng）先的（de）供應商，為世界各地的工業機床製造（zào）商供應創新型（xíng）、高質量鉗口卡盤和數控轉台（tái）。
MMK數控轉台（tái）的一個顯著特點是配裝德國OTT GmbH研發的專利（lì）蝸杆與齒輪總成。與雙導程蝸杆（gǎn）齒輪不同，OTT蝸杆齒輪能夠最（zuì）大限度減少齒輪（lún）咬合背隙，具有精度高、效（xiào）率高、壽命（mìng）長且耐使用（yòng）的優點。
為了盡可能增加齒輪（lún）表麵接觸麵積，減少表麵壓力的不利（lì）影響，OTT蝸杆齒（chǐ）輪分為左（zuǒ）右兩個部件 — 柄蝸杆和空心蝸杆 — 由一個大跨距環連接。
采用這種獨特的結構，隻需縮小兩個部件之間的（de）距離即可調整齒輪背隙（xì）。這種設計還可確保蝸輪齒隻有（yǒu）一側與齒輪接觸，在另（lìng）一側留有間隙。因此，這種兩（liǎng）件分離式齒（chǐ）輪設（shè）計可保證齒輪（lún）不會發生咬死問題，即使齒輪背隙為零。
MMK數控轉（zhuǎn）台的另一大優點是工作（zuò）台主軸的大直徑通孔。這一特性大大提高了機器的多功能性和剛性（xìng），支持更（gèng）多種類（lèi）的卡盤和夾具，而且能夠加工更（gèng）長的工（gōng）件。
使用MMK數控轉台可（kě）以在一台機器上進行大部分金屬加工操作，這樣做的（de）益處頗多。因為隻（zhī）需設定一台機（jī）器和一套夾具，節省了（le）時間和成本，而且由於工件直接在機器之間（jiān）傳送，因而可減少工件搬（bān）運（yùn）操作、消（xiāo）除公差誤差。
對於這種複合加工中心，確保數控轉台在整個使用壽命期間的高精密分度和控製精度至關重要。
挑戰
無論是將精密設備集（jí）成到加工（gōng）中心中的第（dì）三方機床製造商，還是各行各業的最（zuì）終用戶，都麵臨著如何確保精度和性能始終保持一致的難題。
在與機床的線性XYZ軸（zhóu）一樣，回轉軸（zhóu）也容（róng）易受到不可控因素的影響，引（yǐn）入角度定位（wèi）或軸校直誤差，從而導致成品缺陷。這（zhè）些誤差（chà）可能是由（yóu）多種原（yuán）因造成（chéng）的，包括機（jī）器初始安裝錯誤（wù）、碰撞（zhuàng）造成的衝擊損壞或者日常使用磨耗。
MMK在全球以產品質（zhì）量和設計創新聞名，於是（shì）其決定探索如何在數控轉台（tái）的整個生（shēng）命周期內確（què）保高度精確、可靠地跟蹤和控製轉台分度，無論機床類型、工件複雜（zá）性和工作周（zhōu）期為何。
與此同時，由於全球數控轉台市場競爭日益激烈，MMK還希望進一步改進產品質量檢測流程。因此，MMK將分度（dù）測量作為出廠（chǎng）前質控（kòng）程序的一個關鍵環節（jiē）。
解決方案
為（wéi）方便機床製造商和用戶精確地（dì）追蹤和控製數控轉台分度，MMK選（xuǎn）擇集成雷尼紹（shào）TONiC™超小型非接觸式（shì）增量式光柵係統。
TONiC光柵安裝簡單，其超小型讀數頭體積僅為35 mm x 13.5 mm x 10 mm，為MMK提供了（le）一種節（jiē）省空間的解決方案。它支持（chí）的機器工作速度最高可達10 m/s，分辨率可達到（dào）1 nm。
轉台上的圓光柵讀數頭設計配用雷尼紹RESM一體（tǐ）式不鏽（xiù）鋼圓（yuán）光柵，其柱麵（miàn）上刻有（yǒu）20 µm柵（shān）距的刻線，並（bìng）且具有IN-TRAC™光學參考零位。
RESM圓光柵穩定（dìng）性高、尺寸小巧、內徑大，具有多（duō）種直徑選（xuǎn）項，從52 mm到550 mm不等，是（shì）一款功能多樣、使（shǐ）用（yòng）簡便的柵尺，可集成到MMK的各種數控轉台上。
為了提高可靠性，防止（zhǐ）柵尺性能隨時間推移而不斷降低，TONiC讀數頭采用第三代光學濾波係統，噪聲（抖動）更低，而且動（dòng）態信號處理使其功能更加強大。動態信號處理可（kě）確保典型值為±30 nm的超低電子細分誤差（chà）。
TONiC光柵與工業標準的控製（zhì）器兼容，具（jù）有一個可（kě）分離的模擬或數字接口，該（gāi）接口為堅固耐用的D型插頭，最遠可置於距離讀數頭10 m的位置（zhì）。
MMK選用雷尼紹結構緊湊、質（zhì）量輕巧的XR20-W回（huí）轉（zhuǎn）軸校準裝（zhuāng）置在製造（zào）過程中以及出廠前驗證轉台精度。
使用雷尼（ní）紹XR20-W搭配XL-80激光幹涉（shè）儀進行出廠前檢測
XR20-W與（yǔ）雷尼（ní）紹（shào）XL-80激光幹涉儀搭配使用，通過遠控方式對被測軸執行非接觸基準（zhǔn）測量，精度達到±1角秒。
XR20-W由伺服控製驅動（dòng）器驅動，數據采集與軸運（yùn）動同步，也就是說，在（zài）測量期（qī）間無需操作人員（yuán）幹預。
XR20-W采用鋰電池供電（diàn）且具有藍（lán）牙功（gōng）能，安裝（zhuāng）快速、簡單，可（kě）避（bì）免被拖曳的電纜線絆倒的危險。
XR20-W采用模塊化設計（jì）和（hé）靈活的安裝係統，設定更（gèng）為簡單，並且可以輕鬆配置用於（yú）各（gè）種轉台、卡盤和主軸。
結果
MMK將雷尼紹TONiC非接觸式光柵係統集成到數控轉台上（shàng），從（cóng）而進（jìn）一步確（què）保了轉台精度和可（kě）靠性，而且實現了優異的整體運動控製性（xìng）能。
數控轉台配用緊湊型讀數頭和一體式不鏽鋼（gāng）圓光柵後（hòu），可適用於各（gè）種不同的機床和最終（zhōng）用途，提高抗灰塵（chén）、劃痕、油脂和油液能力，減少分度誤差。
TONiC光柵能夠輸出（chū）高度（dù）穩（wěn）定的位置信號，具備無與倫比的信號純度和超低的電子細分誤差，可實現（xiàn）更為平穩的速度（dù）控製，而且掃描性能和位置穩定性更優。
MMK將雷尼紹XR20-W無（wú）線型回轉軸校準（zhǔn）裝置與XL-80激光幹涉儀結合使（shǐ）用，與傳統的自準（zhǔn）直儀技術（shù）相比（bǐ），產品檢測時間縮短了一半。不僅簡化了測量程序，而且（qiě）提高了自（zì）動化（huà）水平。
XR20-W能夠以（yǐ）任意分度（dù）角步距執行精確測量，因此可評估渦輪蝸（wō）杆驅動轉台在執行低至0.001°的超細（xì）角步距測（cè）量運動時的精度。
使用雷尼紹XR20-W執（zhí）行（háng）分度測量
采用這種方法，可詳細評估並解決運（yùn）動控製（zhì）的任何損失或者渦輪蝸杆效率的問題。基於（yú）ISO質量標準進行全麵分析，以驗證產品性能。
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如果您有機床行業、企業相（xiàng）關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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