Bài giảng kỹ thuật laser trong chế tạo cơ khí chương 6 đo các thông số trên máy công cụ
Chương ĐO CÁC THÔNG SỐ TRÊN MÁY CÔNG CỤ 6.1 Thiết bị đo laser kiểu đo động hai tần số Hệ thống gia công tự động CNC điều khiển chuyển động phôi dao cắt kỹ thuật số Độ xác gia cơng phụ thuộc vào độ xác điều khiển trục tọa độ dịch chuyển thẳng quay Các sai số chế tạo lắp ráp phận chuyển động kiểm tra thiết bị đo laser để đưa vào hiệu chỉnh bù sai số phần mềm điều khiển Trong số máy CNC xác cao lắp trực tiếp hệ thống laser để đạt độ xác điều khiển cao Thiết bị đo máy gia công thường sử dụng loại đo theo phương pháp động laser hai tần số sơ đồ nguyên lý hình 6.1 Vận tốc dịch chuyển gương động tạo nên biến đổi tần số f1 lượng f1 theo quan hệ: f1 / f1 = c / v Hình 6.2 Ảnh máy đo XL-80 Renishaw HP5529 HewlettPackard Sơ đồ cấu tử hệ đo HP 5529A Sơ đồ thành phần máy đo HP 5529A đo kích thước thẳng , hình 6.3 Một số thông số máy đo HP 5529A +Tốc độ dịch chuyển gương đo tối đa 0,7 m/s +Tần số lấy mẫu nhỏ 10-5 s +Chìêu dài bước sóng chân khơng : 632,991357 nm +Cơng suất laser max : 1mW +Đường kính chùm tia : mm +Dải đo :đến 80 m + Độ phân giải : 10 nm Các khả đo máy HP 5527A đo dịch chuyển thẳng : - Độ phân giải sử dụng hệ quang đo thẳng HP10776A : 10 nm Tốc độ dịch chuyển không 700 mm/s - Độ phân giải sử dụng gương phẳng HP10724A : nm Tốc độ dịch chuyển không 350 mm/s - Độ phân giải sử dụng gương phẳng độ phân giải cao HP10716A : 2,5 nm Tốc độ dịch chuyển không 175 mm/s - Dải đo từ đến 40 m , điều kiện chuẩn đến 80 m - Độ xác đo nhiệt độ 20 0,5 0C dùng cảm biến HP1075C, D : 1,5 ppm Khi đo chân không 0,02 ppm Hình 6.4 Sơ đồ mơ tả ứng dụng đo laser máy phay CNC 6.2 Kiểm tra độ xác dịch chuyển máy gia công CNC Bàn dao Đầu Laser Máy tiện Xử lýdo laser Xử lýdo tốcdộ Trục Xử lý so sánh Kết quảdo Hình 6.5 Sơ đồ đo kiểm tra độ xác điều khiển máy tiện CNC 6.3 Đo kiểm tra thông số sai lệch khác chuyển động phận máy maý đo HP5529A 6.3.1 Đo dao động góc f1 f1 f1 f1 & f2 f1 f1 & f2 f2 f2 f2 f2 Hình 6.6 Sơ dồ đo góc lăng kính phản xạ kép +Độ phân giải đo góc : 0,05 giây cung ( giây cung 0,4848 rad ) + Độ xác đo : 0,2% giá trị thị : 0,05 giây cung / mét + Dải đo 200 , khoảng cách lớn đầu phát laser gương phản xạ nhỏ 15 m 6.3.2 Đo độ thẳng độ phẳng bàn máy đường trượt f1 & f2 f1 f1 Kính tách tia f2 f2 & f1 f1 Lăng kính Volaston f2 f2 Hình 6.7 Sơ đồ đo với lăng kính Volaston Khi lăng kính Volaston Dịch chuyển lượng x, hiệu quang lộ hai tia f1 f2 2x.sin( /2) Hiệu quang lộ thay hai gương phản xạ xoay dịch chuyển tương Phương pháp đo với lăng kính Volaston đo dịch chuyển ngang theo phương x để kiểm tra độ không thẳng theo phương thẳng đứng phương ngang đường trượt máy tiện , phay Hình 6.8 Đo độ khơng thẳng đường trượt máy tiện , phay + Dải đo 1,5 mm + Độ xác : 0,015 m , m khoảng cách từ đầu laser đến điểm đo tính theo mét +Độ phân giải : 0,01 m Hình 6.9 đo độ thẳng đồ thị giá trị đo Hình 6.10 Sơ đồ đo độ vng góc 6.4 Đo kiểm tra thơng số dao máy cắt CNC Hệ thống laser đo kiểm tra dao thường sử dụng loại laser song song hội tụ Các ứng dụng tiêu biểu: nhận dạng dụng cụ, kiểm tra vết nứt dụng cụ, thiết lập thông số dụng cụ chưa khai báo trước,đo đường kính chiều dài dụng cụ lúc làm việc, bù độ mòn dụng cụ, kiểm tra tính nguyên vẹn lưỡi cắt, bù độ lệch hệ trục máy nhiệt gây Loại máy đo sử dụng chùm tia hội tụ dùng cho việc kiểm tra tính nguyên vẹn lưỡi cắt đo chiều dài loại dụng cụ cắt có đầu trịn, dao khắc dao có đường kính nhỏ 1nn, đặc biệt đo tới đường kính 0,05mm với độ xác 0,15 micromet Để đo q trình gia cơng, thiết bị thường bổ xung chắn khí nén có áp suất dương giư cho phận quang học ngăn ngừa bụi tích tụ khoang laser Hình 6.11 Đo độ gãy dao phay Hình 6.12 Đo biên dạng dao