SEA测试模板和说明

主轴误差分析指南

测量机床的指南,其中包含根据ISO和ANSI标准运行测试的说明,然后是测试报告的模板。

报告模板可以根据每个独特情况的需要进行修改和个性化处理。

相关标准:
  • ANSI / ASME标准B5.54-2005,“数控加工中心性能评估方法”
  • ANSI / ASME B5.57-2013 “数控车床和车削中心性能评估方法”
  • ANSI / ASME B89.3.4 2010,“旋转轴,指定和测试方法”
  • ISO230-3, “热效应的测定”
  • ISO230 7,“旋转轴的几何精度”

结构运动(主轴关闭)
相关标准部分
  • ISO 230-7,5.3
  • ASME B5.54,7.5.2
  • ASME B5.57,7.6.2
设定条件
  1. 机器电源打开,主轴不旋转,驱动器,辅助,液压关闭(急停状态)
  2. 机器电源打开,主轴不旋转,驱动器,辅助,液压装置打开(进给保持状态)
SEA测量窗口

探头量表窗口

示波器窗口和FFT窗口可选用于振动分析

使用的探头/轴

X,X2,Y,Y2,Z

宗旨

初步测试以确定:

  • 坚固的安装方式(例如,由于接口板薄弱,安装不良而导致的探头座振动)
  • 由于外部(例如地板振动)和内部原因(例如润滑泵,不良的控制器设置)而导致机器结构回路中存在振动。
  • 可能存在电气错误源(例如,EMC引起的测量噪声)。
执行测试

驱动关闭(急停状态)

对于每个探头/通道,

  1. 重置探头量表的TIR。
  2. 等待5秒
  3. 记录通道的TIR。

驱动,辅助,液压开启(进给保持状态)

对于每个探头/通道,

  1. 重置探头量表的TIR。
  2. 等待5秒
  3. 记录通道的TIR。

示波器和FFT显示窗口可用于评估振动频率以及重复或间歇振动的幅度。


低转速设置测试
设定条件

主轴旋转少于60RPM(驱动或手动旋转)

使用的探头/轴

X,X2,Y,Y2,Z

SEA测量窗口

探头量表窗口

示波器

宗旨

在机器主轴缓慢旋转时进行测量以检查设置。

执行测试
当主轴旋转时,重置并观察每个通道的“探头量表”显示屏上的TIR指示器。
验证所有通道在完整旋转期间是否都在范围内
验证主球偏心率
典型的偏心距是25-50µm或10X预期的主轴误差最大值。
如果使用编码器触发SEA测量,则不需要偏心率。

环境温度变化误差(ETVE)
相关标准部分
  • ISO 230-3,5
  • ASME B5.54,6.2
  • ASME B5.57,6.2.1
设定条件

测试之前:在不激活主轴的环境温度下,机器必须浸泡至少12小时。

测试期间:机器处于“进给保持”状态。 测试期间的周围环境条件必须反映机器运行期间的典型条件。

使用的探头/轴

X,X2,Y,Y2,Z

温度传感器

SEA测量窗口

Thermal——热

记录值
X,Y,Z轴上的位置偏移
倾斜(X,Y)
气温
主轴鼻端温度
任何其他感兴趣的表面温度
宗旨

测量并存储该主轴上刀具相对于工件的相对位移以进行该测试。 这些测量结果表明,由于机器的典型环境条件,主轴移位误差的大小。

执行测试
安装探头和Master ball目标检测棒
放置温度传感器以测量空气温度
将温度传感器放在主轴鼻端
根据需要放置其他温度传感器
机床浸泡后,将热采样时间设置为60秒,总持续时间为4小时(最短)至24小时(首选)。
运行测试
将样本结果记录在表中并插入图形的屏幕截图。

热漂移
相关标准部分
  • ISO 230-3,6
  • ASME B5.54,7.6.2
  • ASME B5.57,7.7.2
设定条件

测试之前:在不激活主轴的环境温度下,机器必须浸泡至少12小时。

测试期间:以最大速度的75%旋转主轴

使用的探头/轴

X,X2,Y,Y2,Z

SEA测量窗口

Thermal——热

记录值
X,Y,Z轴上的位置偏移
倾斜(X,Y)
气温
主轴鼻端温度

 

宗旨

测量并存储该主轴上刀具相对于工件的相对位移以进行该测试。 这些测量结果表明由于机器预热期间主轴产生的热量而导致的主轴移位误差的大小,可以帮助确定满足主轴冷却系统规格和缺陷所需的最小主轴预热时间。

执行测试
安装探头和Master ball目标检测棒
放置温度传感器以测量空气温度
将温度传感器放在主轴鼻端
根据需要放置其他温度传感器
机床浸泡后,将热采样时间设置为5秒,总持续时间为60分钟。
运行测试
在表中记录示例结果并插入图形的屏幕截图

初始速度范围测试
设定条件

旋转主轴从低速到最大RPM步进(警告:请勿超过目标检测棒的最大RPM)。

使用的探头/轴

X,Y,Z

SEA测量窗口
径向旋转敏感或径向固定敏感
轴向
示波器(可选)
分析配置
记录值
径向
同步误差
异步误差
TIR X
TIY
轴向
基本
残余同步误差
异步误差
TIR
宗旨

确定有问题的主轴转速,以便在全面分析期间进行进一步调查。

执行测试

在整个主轴速度范围内观察/记录同步和异步错误运动。

每次更改速度后,在“分析配置”窗口中单击“将目标RPM设置为已测量RPM”按钮。 这会将DAQ重置为该速度的适当采样率。

查找Sweet Speeds(最小误差运动)和Sour Speeds(最大误差运动)。 在完全分析过程中,可能要特别注意“Sour Speeds”,以确定是否可以找到原因/补救措施。


全面分析

为了进行全面分析,应至少以五个等距的主轴速度进行测量。 在此测试中应明确使用典型的运行速度。 ANSI标准要求包含全速的10%,50%和100%。 对于这些测试,测量值也分别存储(以ASCII码形式),并且可以在测量完成后用于详细分析。

径向固定敏感和轴向(车床,车削中心和磨床)
相关标准部分
  • ISO 230-7,5.5
  • ASME B5.57,7.5.3
设定条件

以选定的速度旋转主轴,包括正常使用的常规速度。

使用的探头/轴

X,Z

SEA测量窗口
径向固定敏感
轴向
各种速度下的记录值
X(径向)误差运动:TIR,同步,异步,总计
Z(轴向)误差动作:基本,残余,异步,总计
主轴转速
宗旨

测量主轴的误差运动,以确定机器性能和运行状况。

执行测试

设置32转数的测试。 在报告表中记录每个选定速度下的所有误差运动值。

径向旋转敏感和轴向(所有机床)
相关标准部分
  • ISO 230-7,5.4
  • ASME B5.54,7.5.3
  • ASME B5.57,7.6.4
设定条件

以选定的速度旋转主轴,包括正常使用的常规速度。

使用的探头/轴

X,Y,Z

SEA测量窗口
径向旋转敏感
轴向
各种速度下的记录值
X,Y(径向)误差运动:TIR,同步,异步,总计
Z(轴向)误差动作:基本,残余,异步,总计
主轴转速
宗旨

测量主轴的误差运动,以确定机器性能和运行状况。

执行测试

设置32转数的测试。 在报告表中记录每个选定速度下的所有误差运动值。

倾斜–固定敏感方向
相关标准部分
  • ISO 230-7,5.5.5
  • ASME B5.54,7.5.3.2
  • ASME B5.57,7.6.3.3
设定条件

以选定的速度旋转主轴,包括正常使用的常规速度。

使用的探头/轴

X,X2或Y,Y2

SEA测量窗口

倾斜–固定敏感方向

各种速度下的记录值
轴,倾斜误差运动:同步,异步,总计
主轴转速
宗旨

在各种速度和/或温度下测量主轴的倾斜量。

执行测试

在报告表中记录每个选定速度下的所有误差运动值。


漂移与RPM
相关标准部分
  • ASME B89.3.4,2.7.11
设定条件

以选定的速度旋转主轴,包括正常使用的常规速度。

使用的探头/轴

X,X2,Y,Y2,和Z

SEA测量窗口

漂移与RPM

各种速度下的记录值
在每个轴上的漂移和倾斜
主轴转速
宗旨

当主轴速度在短时间内逐步增加时,测试主轴在X,Y,Z轴上的位置偏移(位移),以及X轴和Y轴上的倾斜。 随着主轴速度的增加,主轴单元内的机械负载发生变化(即,改变离心力,改变预紧力),从而影响主轴的相对位置。 该测试还可以揭示主轴轴承预紧力的实际状态。

执行测试

测试完成后,记录每个轴在每个速度上的位置偏移,以增加或减少RPM,并插入图表的屏幕截图。


Word文档文件下载