雷尼紹TONiC™超小型非（fēi）接觸式增量（liàng）式光柵係統使轉台精度創新高
2019-12-18 來源：雷（léi）尼（ní）紹 作者（zhě）：-
數控轉台對多軸加工中心的性（xìng）能起著舉足輕重的作用（yòng）。在機床（chuáng）的整個生命周期中轉台的精度（dù）和可（kě）靠性是機（jī）床製造商關注的（de）首（shǒu）要問題，為此Matsumoto Machine Corporation (MMK) 采取（qǔ）了（le）一種切實（shí）可行、雙管（guǎn）齊下的方法來（lái）減少分度誤差，提高性能。通過強（qiáng）化產品校準和編碼器技術，MMK將轉台精（jīng）度提升到新高度。
MMK的數（shù）控轉台
背景
Matsumoto Machine Corporation於1948年在日本成立，是一家技術領先的供應商，為世界各地的工業機床製造商供應創新（xīn）型、高質量鉗口卡盤和數控轉台。
MMK數控轉（zhuǎn）台的一個顯著特點是配裝（zhuāng）德國OTT GmbH研發的專（zhuān）利蝸杆與齒輪總成。與雙導程蝸杆齒輪（lún）不同，OTT蝸杆齒輪（lún）能夠最大限度減少齒輪咬合背隙，具有精度（dù）高（gāo）、效率高、壽命長且耐（nài）使用的優點。
為了盡可能增加齒輪表麵接觸麵積，減少表麵壓力的不利影響，OTT蝸杆齒（chǐ）輪分為左（zuǒ）右兩個部件 — 柄蝸杆和空心蝸杆（gǎn） — 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（zhī）間的距離（lí）即可調整齒輪背隙。這種設計還可確保蝸輪齒隻有一側與齒輪接觸，在另一側留有間隙。因此，這種兩件分離式齒輪設計可保證（zhèng）齒輪不（bú）會（huì）發生咬死問題，即使齒輪背隙為零。
MMK數（shù）控轉台的另一（yī）大優（yōu）點是工作（zuò）台主（zhǔ）軸的（de）大（dà）直徑通（tōng）孔。這一特性大大提（tí）高了機器的多功能性和剛性，支持更多種類的卡盤和夾具，而且能（néng）夠加工更長的工件。
使用MMK數控轉台可以在一（yī）台機器（qì）上進行大部分金屬加工操（cāo）作，這樣做的益處頗（pō）多。因為隻需設定一台機器和一套夾具，節省了時間和成本，而且由於工件直接在機器之間傳（chuán）送，因而可減少工件搬運操作、消除公差誤差。
對於這種（zhǒng）複合加工中心，確保數控轉台在整個使用壽命期間的高（gāo）精密（mì）分度和控製精度（dù）至關（guān）重要。
挑戰
無論是將精密設備集成到加工中心中的第三方機床製造商，還（hái）是各行各業的最終用戶，都麵臨著如何（hé）確保（bǎo）精度和性能始終保持一致的難題。
在與機（jī）床的線性（xìng）XYZ軸一（yī）樣，回轉軸也容易（yì）受到不可控因素的影響，引入角度定位或軸校直誤差，從而導致成品缺陷。這些誤差可能是由多種原因造成的，包括（kuò）機（jī）器初始安裝錯誤、碰撞造成的衝擊（jī）損壞或者日常使用磨耗。
MMK在全球以產品質（zhì）量和設計創（chuàng）新（xīn）聞名（míng），於是其決定探索如何在數控轉台的整個生命周期內確保（bǎo）高度精確、可靠地跟蹤和控製轉台（tái）分度，無論機床類（lèi）型、工件複雜性和工作周（zhōu）期為何。
與（yǔ）此同時，由於全球數控（kòng）轉（zhuǎn）台市場競爭日益（yì）激烈（liè），MMK還希望進一步改進（jìn）產品質量（liàng）檢（jiǎn）測流程。因此，MMK將分度（dù）測量（liàng）作為出廠前質（zhì）控程序的一個關鍵（jiàn）環節。
解決方案
為（wéi）方便機床製造商和用戶（hù）精確地追蹤和（hé）控製數控轉台分度，MMK選擇集成雷尼（ní）紹TONiC™超小型非接觸式（shì）增量式光柵係統。
TONiC光柵安裝簡（jiǎn）單，其超小型讀（dú）數頭體積僅為35 mm x 13.5 mm x 10 mm，為MMK提供了一種節省空間的解決方案（àn）。它（tā）支持的機器工作速度最高可達（dá）10 m/s，分辨率可達到1 nm。
轉台上的圓光柵讀數頭設計配用雷尼紹RESM一體式不鏽鋼圓光柵，其柱（zhù）麵（miàn）上刻有20 µm柵距的刻線，並且具（jù）有IN-TRAC™光學參考零位。
RESM圓光柵穩定（dìng）性高、尺寸小巧（qiǎo）、內徑大，具有多種直（zhí）徑選項，從52 mm到550 mm不（bú）等，是一款功能多樣、使用簡便的（de）柵尺，可集成到MMK的各種數控轉台上。
為了提高（gāo）可靠性，防止柵尺性能隨時間推移而不斷降（jiàng）低，TONiC讀數（shù）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（tài）信號處理可確保典（diǎn）型值為±30 nm的超低（dī）電子細分誤差。
TONiC光柵與工業標準的控製器兼容，具有一（yī）個可分離的模擬或數字接口，該接口為堅固（gù）耐用的D型插頭，最（zuì）遠可置於距離讀數頭10 m的位置。
MMK選（xuǎn）用雷尼（ní）紹結構緊湊、質量輕巧的XR20-W回轉軸校準裝（zhuāng）置在製造過程中以及出廠前驗證轉台精度。
使用雷尼紹XR20-W搭（dā）配XL-80激光幹涉儀進行出廠前檢（jiǎn）測
XR20-W與雷尼紹XL-80激光幹涉（shè）儀搭配使用，通過遠控（kòng）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由伺服控製驅動器驅動，數據采集與軸運動同步，也就（jiù）是說，在測量期間無需操作人員幹預。
XR20-W采用鋰電池供（gòng）電且具有藍（lán）牙功能，安裝快速、簡單，可避免被（bèi）拖曳的電纜（lǎn）線絆倒的危險。
XR20-W采用模塊化設計和靈活的安裝係（xì）統，設定更為（wéi）簡單，並且可以輕鬆配（pèi）置用於各種轉台、卡盤和（hé）主軸（zhóu）。
結果
MMK將雷尼紹TONiC非接觸式光柵係統集成到數控轉台上，從而進一步確保了轉台精（jīng）度和可（kě）靠性，而且實現了優異的整體運動控製性能。
數控轉台配（pèi）用緊湊型讀數頭和一體式不鏽鋼圓光柵後，可適用於各種不同的機床和最終用途（tú），提（tí）高抗灰塵、劃痕、油脂（zhī）和油（yóu）液能力，減少分度誤（wù）差。
TONiC光柵能夠輸（shū）出（chū）高（gāo）度穩定的位置信號，具備無與倫比的（de）信號純度和超低的電子（zǐ）細分誤（wù）差，可實現更為平穩的速度控（kòng）製，而且掃描性能和位置穩定性更優。
MMK將雷尼紹XR20-W無線（xiàn）型回轉軸校準裝置（zhì）與XL-80激光幹涉儀結合（hé）使用，與（yǔ）傳統（tǒng）的自準直（zhí）儀技術相比，產品（pǐn）檢測時間縮短了一（yī）半。不僅簡化了測（cè）量程序，而且提高了自動（dòng）化水平（píng）。
XR20-W能夠以任意分度角步距執行精確測量，因此可評估渦輪蝸杆驅動轉台在執行低至0.001°的超細角步距測量運動時的精（jīng）度。
使用雷尼（ní）紹XR20-W執（zhí）行分度測量
采用這種方法，可詳（xiáng）細評估並解決運動控製的任何損失或者渦輪（lún）蝸杆效率的問（wèn）題。基於ISO質量標準進行全麵分析，以驗證產品性能。
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如果（guǒ）您有機床行業、企業相關新聞稿（gǎo）件發表，或（huò）進行資訊合（hé）作，歡迎聯係本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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