用户手册 主轴误差分析仪9.0

Spindel Error Analyzer User Manual

主轴误差分析仪9.0 –机床检查

用户指导

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本使用说明书详细说明操作
精密主轴误差分析仪的设计
9.0版。 如果有请联系我们
关于我们如何的任何问题或建议
可以为您提供更多服务。
雄狮精仪
651-484-6544
软体版本:9.0
手册版本:002

目录

引言

主轴误差分析仪系统是用于测量和分析机床,硬盘驱动器等上主轴旋转精度的硬件和软件包。它还可以测量由于热效应而导致的加工点位置变化。

基础概念

SEA使用非接触式电容感测来测量旋转轴的误差运动,这些误差是随着安装在机床主轴中并在机床主轴中旋转的精密主目标的位置变化而变化的。 传感器的典型范围为250 µm,分辨率为15 nm RMS。 实际值可能会有所不同,具体取决于所订购系统的具体情况。

通过SEA软件收集并分析测量结果。 活动测量或归档测量文件的结果以极坐标图或线性图显示,并带有误差运动测量值。

SEA执行的测试

  • SEA按照ISO和ANSI / ASME标准进行以下测试:
  • 径向旋转敏感方向
  • 径向固定敏感方向
  • 倾斜固定敏感方向
  • 轴向误差运动
  • 热稳定性
  • 温度变化误差
  • 漂移与RPM

SEA的其他功能

  • FFT分析
  • 示波器显示
  • 模拟仪表显示
  • 唐纳森逆转测试
  • 自动化测试排序

标准与参考

  • ANSI / ASME标准B5.54-2005,数控加工中心性能评估方法
  • ISO230第3部分(2001),金属切削机床的测试条件,热效应评估
  • ISO230第7部分(2005),旋转轴的几何精度
  • ANSI / ASME B5.57-2012,数控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

帮助

对于安装和运行SEA系统的帮助,请访问我们的网站:
www.spindleanalysis.com 或者联系我们:
雄狮精仪
明尼苏达州圣保罗市
651-484-6544

零件编号

下图确定了SEA系统中包含的一些机械组件。

SEA零件清单

安装

SEA软件

在安装数据采集设备之前,请先安装所有软件。

  • 注意
    • SEA软件的安装包括所有必需的National Instruments驱动程序软件的安装。
    • 请勿从National Instruments数据采集硬件随附的National Instruments磁盘上安装任何软件。

最低要求

  • Windows 7或更高版本,64位
  • 1 GB内存; 1 GB可用磁盘空间(最小)
  • 1 GHz处理器
  • 1个可用的USB端口; 1024 x 768最小屏幕分辨率

程序

  • 注意
    • SEA安装程序将安装所有必需的硬件驱动程序。 不要单独安装National Instruments软件。

SEA程序安装在 C:\ Program Files(x86)\ Lion Precision \ SEA9 目录。 如果使用相同的子目录第二次安装SEA软件,将提示您确认以前安装的覆盖。

要使用SEA 9闪存驱动器:

  1. 将Lion Precision SEA 9闪存驱动器插入可用的USB端口。
  2. 查看闪存驱动器的内容。
  3. 运行SEA 9 Install.exe
  4. 请遵循安装程序的指导。
  5. 安装复制完所有文件后,请重新启动计算机。
  6. 重新启动后,通过选择桌面上的图标或通过选择来运行程序 开始>所有程序> SEA 9.exe.

安装中包括演示数据文件和其他与主轴测量和提高加工零件质量有关的重要文件。 这些文件位于以下目录中:

  • 文件: C:\ Users \ \ Documents \ LionPrecision \ SpindleErrorAnalysis \ Docs
  • 演示数据文件: C:\ Users \ \ Documents \ LionPrecision \ SpindleErrorAnalysis \ Data

数据采集​​硬件

SEA需要National Instruments USB-6251,USB-6281或USB-6366数据采集系统。

  • 注意
    • 这些是唯一受支持的DAQ设备。 使用任何其他DAQ设备将产生不可预测的结果。

所有National Instruments软件均已随SEA 9安装一起安装。 不要从National Instruments CD / DVD中安装任何National Instruments软件。

安全密钥(加密狗)

如果您的Elite Series传感器系统在后面板上标记为“已启用SEA软件”,则不需要安全密钥。 如果您使用的旧版Elite Series系统没有该标记,则必须将安全密钥连接到计算机上的USB端口以执行测量和收集数据。 不需要安全密钥即可查看或打印保存的数据文件。

探测和目标

请参阅“安装探头和目标”部分(第18页)。


使用SEA软件

程序启动

启动程序时(开始> SEA 9),初始化期间将显示启动屏幕。 初始化后,主程序屏幕将显示四个测试/数据象限。 系统处于“空闲”模式时,没有数据显示,等待操作员选择打开数据文件或查看实时数据。

影像画面

 

五种操作模式

SEA 9具有五个操作模式。 当前模式由顶部菜单栏的颜色指示:

空闲: 启动后,以空闲模式运行程序,等待操作员输入。 顶部菜单颜色:白色

档案检视: 该程序正在显示来自已加载数据文件的数据。 顶部菜单颜色:白色

实时数据: 该程序正在接收和显示来自DAQ系统的数据。 如果主轴不旋转,则在旋转的测试象限中不会显示任何数据,而在示波器和热象限中将显示数据。 顶部菜单颜色:绿色

已暂停: 该程序正在从DAQ系统接收并显示数据,但仅显示系统暂停时的数据。 顶部菜单颜色:黄色

错误: 程序错误或与电子设备的连接已丢失。 没有数据正在收集或显示。 检查电子连接或重新启动程序。 顶部菜单颜色:红色

基本导航

SEA软件使用几种简单的约定,使该软件易于使用。

  • •菜单显示可选选项列表。
  • •按钮执行或访问功能。
  • •面板显示信息字段。

顶部菜单

SEA顶级菜单

 

情节: 显示最后四个选定的测试象限。 (即使先前已在其中一个象限中显示了“设置”面板,此选择也将始终在所有四个象限中显示测试面板。)

实时数据: 仅当SEA电子设备(DAQ模块和Elite机箱)已连接到计算机时,才选择此图标。 该程序将检测USB端口上的DAQ设备。 如果检测到一个以上的DAQ设备,则将显示“选择DAQ设备”对话框。

运行/暂停数据: 仅当连接了电子设备并且SEA 9从旋转的主轴接收实时数据时,此按钮才可见。 首次检测到旋转时,SEA 9将进入运行模式,并且该按钮将显示“暂停数据”。

单击“暂停”将立即冻结最后一次旋转的数据,并将状态栏颜色更改为黄色。 此模式可用于更仔细地检查数据,保存数据文件和捕获屏幕打印。 暂停后,按钮将变为“运行”。 单击运行可恢​​复从设备收集测量数据并显示它的过程。

打开数据文件: 打开* .lda旋转数据文件选择对话框。 所选文件数据显示在测试面板中,设置面板显示选择数据时使用的设置。 (热测试文件在“热”面板中单独加载。)无需连接任何电子设备即可查看文件。 SEA 9可以查看使用SEA 8创建的文件,但不能显示SpindleCheck创建的文件。

保存数据文件: 将当前的旋转测试数据保存到文件中。 SEA 9将立即冻结最后一次旋转的数据,并在保存过程中将状态栏颜色更改为黄色。 保存数据后,SEA 9将返回“实时”状态(菜单栏颜色为绿色)。 在文件视图或空闲模式下不可用。

探针计: 连接到电子设备时,将显示“探针表”。 这对于在设置过程中放置​​探头以及在主轴不旋转时查看低频机器的结构运动很有用。

设置:

  • 显示设置: 在所有四个象限中显示“设置”面板。 (即使先前为其中一个象限选择了一个测试面板,它也将始终在所有四个象限中显示“设置”面板。)
  • 加载设置: 加载现有的设置文件(* .cf9)并更改为“设置”视图。
  • 保存设置: 将当前设置保存到当前文件名。 (在“文件查看”模式下禁用)
  • 将设置另存为: 将当前设置保存到新文件名。

打印屏幕: 将当前屏幕打印到打印机,PDF或打印预览中。 打印时,面板背景会更改为浅灰色,以获得更好的打印效果。

状态栏

SEA状态栏

 

状态栏在顶部菜单的右侧。 它包含有关当前正在查看的数据的信息。 在“文件视图”和“实时数据”模式下,这些数据将有所不同。

版本(v。):

  • 实时数据模式: SEA 9软件的当前版本
  • 文件查看模式: 收集数据时使用的软件版本

日期/时间:

  • 实时数据模式: 当前日期和时间
  • 文件查看模式: 数据收集的日期和时间

机器ID: 在“常规”设置面板的“机器ID”字段中显示当前文本。

  • 实时数据模式: 常规设置面板中的当前计算机ID
  • 文件查看模式: 正在查看文件中的机器ID

操作员姓名:

  • 实时数据模式: “常规设置”面板中的当前操作员名称
  • 文件查看模式: 正在查看文件中的操作员名称

设置文件名: 显示实时模式操作的当前设置文件名

 

象限显示和菜单

SEA 9在屏幕上显示四个象限。 象限可以显示两种基本类型的面板:

测试/数据/测量面板(蓝色背景)和设置面板(黄色背景)。

每个象限都有自己的菜单栏。 每个都以显示开头。 显示菜单提供了一个面板下拉列表,可以为该象限选择面板。

如果所选面板已经在其他象限中显示,则这两个面板将在屏幕上切换位置。

键盘快捷方式在“活动象限”中执行,顶部上方的深蓝色标题栏指示该快捷方式。 通过单击该象限中的任意位置可以激活一个象限。

象限菜单的内容取决于所显示的面板。 可用的菜单选项的详细信息在附录A“菜单项说明”中列出。 33。

注释面板

丝网印刷通常用于记录主轴测试。 打印屏幕时在屏幕上显示测试信息会很有帮助。

要显示“注释”面板,请选择 显示>注释 在一个象限中。

在文本框中单击以输入文本。 要更改显示的图像(默认为“主轴错误分析器”徽标),请选择 查看>选择图形 从“注释”面板的工具栏中。

最大化显示到全屏

最初,每个面板出现在一个象限中。 选择查看>最大大小 以填满整个屏幕,或双击面板上的鼠标右键以使其最大化。

最小显示到一个象限

选择 查看>正常大小 将最大化的面板返回其象限,或双击面板上的鼠标右键。

选择语言

选择英语以外的语言:

在主菜单栏中,选择 设置>显示设置

常规设置 面板从中选择所需的语言 语言 下拉式菜单。

选择新的语言后,SEA 9将自动关闭。 重新启动以新选择的语言开始。


海洋设置

SEA软件必须正确配置才能正常运行。 安装SEA时,大多数要求的设置都是正确的。 目标设置是一种可能的例外。 默认值为双1英寸主球。 如果使用其他目标,则需要在“目标设置”面板中选择正确的目标。 另外,如果要在数据文件中跟踪目标序列号和圆度错误,则必须将其序列号和圆度错误添加到目标设置中。

设置字段有不同类型:

  • 指标:这些只读字段显示从系统获取或从其他字段计算得出的信息。 它们具有浅色背景。
  • 输入:这些可能是必需的,也可以是用户必须手动输入的可选输入设置。 输入具有白色背景。

设置可以用保存 设置>保存 设置 在主菜单栏中。

通过访问设置面板 主菜单>设置>显示设置

所有象限将加载设置面板。 在实时模式下,这些面板显示当前的测量设置。 查看文件时,这些面板会显示正在查看的文件中包含的“设置”信息。

四个设置面板

这四个面板详细说明如下。 他们包括:

常规设置:系统范围内的基本信息。

分析设定: 设置与从传感器获取测量值的速度和性质以及如何显示测量值有关。

诊断:来自每个传感器通道,编码器和温度传感器的实时测量。 在故障排除中很有用。

目标设置:标识目标类型和形状以及以最大精度进行测量所需的倍数。

常规设置

“常规设置”面板包含“常规”,“校准属性”,“背板”和“ DAQ信息”的标签页。

常规选项卡

SEA常规选项卡

 

校准属性选项卡

在实时测量期间,“校准属性”面板显示当前连接的Elite Series设备的校准详细信息。 查看文件时,它会显示创建文件时使用的系统的校准详细信息。

校准信息是通过Elite Series电子产品中的TEDS(传感器电子数据表)技术获取的。 这是自动的,无法更改这些值。

低/高灵敏度开关用于远程更改感应通道的灵敏度(仅限CPL290产品)。 当传感系统连接到SEA数据采集系统时,驱动器前面板上的灵敏度开关将被禁用。

背板和DAQ模块属性

此面板显示Elite Series电子设备和连接到USB端口的DAQ模块的属性和参数。 该信息主要用于故障排除,在常规操作中很少引用。

分析设定

DAQ设备的采样频率限制和软件内存分配限制决定了“分析设置”中某些条目的最大设置。

如果增加以下任何一项,则最高RPM都会降低:

活动通道(包括温度和索引输入)

每转积分(转)

(转数)X(每转点数)必须小于64,000。

  • 注意
    • 在单击“应用设置”之前,不会应用对这些设置的更改。 以前的设置已存储,可以通过单击“还原”按钮来恢复。

常规分析设置

SEA一般分析设置

 

分析模式

提供三种分析模式:

自动设置(强烈建议):用户仅需指示每转所需的点数。 指示器通过当前的常规分析设置告知最大RPM:可靠的防错测量。

Encoder 编码器:连接到主轴的编码器用于触发DAQ采样。

手动:直接输入DAQ采样率。 FFT和示波器是在此模式下唯一启用的面板。 此模式适用于希望以特定采样率创建数据文件以在自己的系统中进行分析的用户。

当前选择的模式以蓝色标题栏突出显示。 其他都是灰色的。 要更改模式,请单击所需模式的标题栏。

分析模式SEA

编码器SEA

SEA手册

 

目标设置

目标尺寸和形状是测量精度的关键因素。 传感器针对平面目标进行了校准; 圆形目标需要每种尺寸和形状组合都不同的校正因子(乘数)。 每个测量通道可以具有单独的目标规格。

选择目标尺寸/形状

通过单击面板顶部的图像来选择目标模型。 当前选择的模型以绿色背景突出显示。 面板上的所有值(“序列号”和“圆度错误”除外)将自动使用所选目标的正确设置进行填充。

自定义目标设置

如果未使用所示的标准目标之一,则选择“自定义”; 在这种情况下,必须为每个轴手动输入形状和尺寸。

自动倍增

选中后,如果目标是直径在3毫米(0.12英寸)和25.4毫米(1英寸)之间的圆柱体或直径在12.7毫米(0.5英寸)和25.4毫米之间的球体,则自动乘数功能将计算适当的乘数(1“)并满足以下条件之一:

自动多用机

自动倍增

 

诊断

“诊断”面板显示来自探头的实时测量结果以及用于测量计算的其他变量。 此面板是故障排除的帮助,在正常操作过程中不需要。


进行测量和阅读图

了解情节并与之互动

调整绘图显示

缩放

使用缩放比例菜单选择自动或手动缩放比例。 自动缩放可进行调整以提供现有数据的最佳视图。 选择 缩放>手动>增加或减少,或使用Page Up和Page Down键手动调整缩放比例。 线性图的轴刻度也可以通过单击感兴趣的轴来手动设置。 弹出对话框设置选定轴的范围,或在键盘上单击“结束”以自动缩放绘图。

径向固定灵敏度

 

极地图

极坐标图绘制主轴连续角位置处的测量值。 默认情况下,所有获取的旋转都同时显示。 绘图比例列在绘图的底部。 当轴不交叉时,图的中心不表示零(请参见右侧的示例)。 这样可以为小主轴运动提供足够的显示分辨率,如果中心为零,则将显示在屏幕外。 计算值在图的左侧。 计算值的定义在本手册和帮助的词汇表中。

计算圆

圆可以显示在绘图上,以帮助测量和查看一些重要的计算值。 要启用圆形显示,请选择 查看>圈子.

总计 –显示两个蓝色圆圈。 圆的原点位于图的中心。 内圆是数据点内部可能的最大直径(最大内切圆)。 外圆是数据点外的最小直径(最小外接圆)。 这些圆的圆周之间的距离是总误差运动。

一般 –平均圆实际上不是圆。 通过在每个角度位置放置一个数据点来生成此绿色曲线。 该点的位置等于该角度位置上所有获取的转数的测量值的平均值。

M017-8900.002主轴误差分析仪9.0手册19

为了找到极坐标图数据的中心,SEA使用Umback和Jones(IEEE仪器仪表与测量学报,V52,I6,2003年XNUMX月)的“将圆拟合数据的几种方法”中描述的MLS(修正最小二乘法)方法。

进行测量的设置

设置

SEA 9软件必须在“设置”面板中正确配置。 许多必需的信息可直接从传感系统访问。 用户必须输入一些信息。 必须正确输入此信息才能进行准确的测量。

有关详细信息,请参见本手册的“设置”部分(第10页)。

连接电脑

对于在精英机箱顶部安装了DAQ模块的系统,只需在DAQ模块和PC上的USB V2.0(高速)端口之间连接USB电缆即可。 由于需要很高的数据传输速率,因此需要USB v2.0(高速)端口。

对于未将DAQ模块安装在Elite机柜顶部的系统,还必须在电容式感应系统的后面板和National Instruments数据采集系统之间连接68针电缆。

安装探针和靶

保养与安全

每种目标类型都有最大转速。 高速旋转会产生大量的能量,并且根据定义,以较大跳动调整的主球将失去平衡。 当以较高的速度旋转出平衡部件时,必须小心以保护操作员。 建议防护。 探头套的位置应使其位于操作员和旋转目标之间,以提供一定程度的保护。

Masterball靶是高精度部件,类似于量规,需要特别小心。

有关详细信息,请查阅技术说明LT03-0013探头安装座和主目标:尺寸,维护和调整,可在www.lionprecision.com的技术资料库中找到。

安装探针和Tar

 

机械设置

机械设置中有五个目标:

  1. 旋转过程中,探针绝不与目标接触(在主轴不旋转的情况下,在安装过程中偶然接触是安全的)。
  2. 主控球目标轴与测头轴对齐(测球/圆柱体在测头上居中)。
  3. 探头被调整到其测量范围的中心。
  4. 目标偏心率大于预期的误差运动(典型值为50μm)。 固定的偏心率目标预设为50μm。 可调目标可能需要调整。
  5. 主轴完整旋转时,探针保持在范围内。

目标安装

将目标安装在要测试的主轴的刀具/零件支架中。

轴/感测通道关系

轴/传感器通道关系

 

探针座

如有必要,松开固定螺钉,然后将探头安装在巢中。 拧紧探针夹,以便将探针固定到位,但仍可以用手重新放置。

安装探头套,以便可以将旋转目标移动到探头套中的探头范围内。

  • 注意
    • 将探头套牢牢地固定在机床工作台上至关重要。

定位主轴/目标和探针

每个探针必须精确地对准目标的球形或圆柱形表面。 通过使用探针和探针计来定位和定位目标中心,以在将目标重新放置在探针前面时找到高点。 通过以下过程使目标居中于探针:

初始设置

  1. 确保将探针足够松散地夹在巢中,以允许用手定位但又足够紧,以免探针意外移动。
  2. 在顶部栏菜单上,选择“探针计”。
  3. 将X轴,Y轴和Z轴探针移动到探针座中的缩回位置,以防止在移动到大约位置时与主轴/目标发生碰撞。
  4. 在X轴和Y轴上移动主轴/目标,将其放置在探头座中,直到在视觉上将焦点定位在Z轴探头上。
  5. 接下来,在Z轴上移动主轴/目标,以使母球大约在X轴和Y轴探针上居中。

主球的Z轴对中

  1. 在测头仪上选择Z轴通道
  2. 将Z轴探头调整到目标位置,直到驱动器上的近/远指示器位于中心位置。
  3. 观察测头仪的同时,调整机器的X轴位置,直到测头仪上指示高点(最大正向指示)。
  4. 观察测头仪的同时,调整机器的Y轴位置,直到测头仪上指示高点(最大正向指示)。
  5. 现在,目标对准Z轴探针的中心。
  6. 将Z轴探针移离主轴,以便在后续步骤中不会被碰到。

X / Y轴对中

  1. 在探针计上选择X通道
  2. 调整X轴探头位置,使其朝向或远离目标,直到相应驱动器上的近/远指示器位于中心位置。
  3. 调整主轴的Z轴位置,直到探针表上指示高点(最大指示在右边)为止。
  4. 使用每个通道上的近/远指示器,将X和Y轴探头位置调整为朝向或远离目标,直到它们位于范围中心。

将Z轴测头返回到位置

  1. 在探针计M017-8900.002主轴误差分析仪9.0手册上选择Z通道22
  2. 将Z轴探针移向目标,直到驱动器上的近/远指示器位于中心位置。

测量/调整目标偏心率

目标偏心距为系统提供了一次绕过信号,用于确定主轴的角位置并对齐连续的旋转数据。 固定的偏心率目标预设为50μm,并且没有调整。 可调偏心率目标应调整为略高于预期的误差运动。 典型的设置是50μm的偏心率。 较小的偏心率可用于极其精确的主轴。 使用索引脉冲时,不需要偏心率。

设置/测试偏心率

  1. 在探针仪上选择X轴或Y轴探针。 (如果使用双球目标和五探针嵌套,请首先为最靠近主轴鼻的球选择一个探针)。
  2. 单击探针计上的刷新TIR。
  3. 将主轴旋转一圈。
  4. TIR标记(黄色标记)之间的距离是目标的偏心距
  5. 如果需要调整偏心率,请根据系统随附的TechNote LT03-0013探头安装座和主要目标:尺寸,维护和调整来调整目标偏心率,可在www.lionprecision.com的技术资料库中找到。
  6. 当偏心率正确时,按照驱动器上的近/远指示器指示,将所有探头移至范围中心。
  7. 再次缓慢旋转主轴,并监视所有传感器通道上的近/远指示器。 如果在旋转过程中任何通道超出范围(红灯亮起),请稍微重新定位该通道的探头,然后重试,直到所有探头在旋转过程中都保持在范围内。
  8. 拧紧所有探针夹。
  9. 再次旋转主轴以确认所有探针都在范围内。

温度传感器和TMP190温度和编码器模块

TMP190模块最多监视七个温度通道

数据并提供信号调节和输入连接

编码器和索引输入。

温度探头

热敏电阻型温度探头与TMP190一起使用,

支持多达七个温度感应通道。

模块随附的温度探头使用YSI热敏电阻:

YSI 44036系列热敏电阻(10 k C时25 k Ohm)。

TMP190图

 

温度探头

磁性表面探针。 P016-4050

温度探头

进行温度测量

将温度探头放在适当的位置以进行所需的测量。 正确放置温度传感器后,通道指示器(1..7)将可见。 在测量表面温度时,牢固的机械接触非常重要。

方框图–温度

框图

 

与温度探头的连接

每个温度探头的两条线均根据下表进行连接。 探头本质上是非极化的,因此在两个导体之间没有区别。

SEA连接

 

TMP190温度规格1

TMP190规格

1在高EMI条件下(4 V / m),可能会发生高达10°C的偏移。

编码器/索引脉冲输入

TMP190还处理SEA使用的编码器和索引脉冲输入。 该模块对输入信号执行基本信号处理,然后将调节后的信号传递到数据采集硬件,以供软件进行分析。

根据定义,索引脉冲在主轴每转一圈发生一次。 编码器脉冲每转发生多次。 两者均用于在测量旋转目标期间向软件提供角度位置信息。

编码器和索引LED灯

为了帮助验证编码器和索引脉冲的操作,绿色的LED通过以相应输入信号频率的一半闪烁来指示编码器和索引输入的活动。

单端或差分输入

编码器和索引输入可以配置为单端或差分。

在单端模式下,在 + 输入和ground地之间测量信号。 在差分模式下,在 + 和 – 输入之间测量信号。

差分输入不易受到噪声和干扰的影响。 前面板开关选择操作模式。

连接–编码器/索引

直流电源在连接器上可用于功率编码器或接近开关。

编码器/索引连接

方框图–编码器/索引

直流电源在连接器上可用于功率编码器或接近开关。

差分输入配置

运行测试

要在测量主轴时查看实时测试数据,请从SEA 9主菜单栏中选择实时数据。

要查看保存的测量数据中的数据,请选择“打开数据文件”。

上面介绍了一般阅读测试图和面板并与之交互的内容。 以下各节提供有关特定测试的特定,唯一信息。

基本测试

径向:旋转敏感方向

  • 使用的传感器数量:2
  • 测量的默认轴:X,Y

X和Y轴测量用于通过两种可能的方法之一创建极坐标图:

B89.3.4(r-theta)或ISO 230-7

淫荡的

选择方法 查看>方法.

径向:固定的敏感方向

  • 使用的传感器数量:1
  • 测量的默认轴:X或Y

采集X轴或Y轴测量值,并以极坐标图或在X轴上具有角位置的线性图显示。

使用“视图”>“极坐标图”或“线性图”选择图类型。 选择轴 查看>频道.

轴向误差运动

  • 使用的传感器数量:1
  • 测量的默认轴:Z

使用安装在探头座底部的探头测量Z轴上的主轴运动。

可以使用极坐标图和线性图(视图>极坐标或线性).

选择 查看>显示 选择两个可用的显示选项之一:

总计 –包括主轴旋转频率(基本)上的误差运动。

排除基金 –在绘制之前,已从数据中删除了主轴旋转频率(基本)上的误差运动。

计算值不受显示选择的影响。 有关这些显示模式的更多信息,请参见词汇表。

 

倾斜:固定的敏感方向

  • 使用的传感器数量:2
  • 测量轴:X,X2或Y,Y2

通过X和X2(或Y和Y2)通道进行的测量可以测量主轴旋转时主轴倾斜度的同步和异步变化。 可以使用标准的极坐标图(倾斜角,以弧度为单位)或3D图。

由于倾斜测量仅需要两个探头(在同一轴上),因此两个或三个通道系统可以通过将探头从其原始位置移至X2或Y2位置并使用 查看>频道 选择适当的频道组合。

通过以下方式选择图类型 查看> Polar或3D.

Thermal——热

  • 使用的传感器数量:1-5个,最多7个温度传感器
  • 可能的通道组合:任何单个通道或倾斜组合(以及多达七个温度传感器)

国际标准中列出的两个热测试分别是在主轴静止时执行的ETVE(环境温度变化误差)和在主轴旋转时测量的热漂移。 两种测试的面板显示和基本操作均相同。 仅更改测试时间,使用的通道和主轴的旋转。

注意

  • 测试期间,将从DAQ中启用的所有通道中获取测量值
  • 设定 DAQ中未启用的任何通道(位移或热通道)
  • 设置将不会在热测试期间记录。

设置

通过单击“热”菜单栏上的“设置”可以访问热测试设置参数。 两种测试类型的典型测试条件:

  • 漂移测试:主轴旋转; 1小时
  • ETVE:不旋转; 24小时
  1. 测试时间 (小时,分钟):对于2小时或更短的测​​试,采样频率为4秒/样本,对于10小时以上的测试,采样频率为4秒/样本。 采样频率显示在持续时间字段下方。
  2. 保存位图 选项:选中后, .bmp屏幕截图文件将被创建。 文件名与指定的数据文件名相同,并保存在同一位置。
  3. 保存文件位置:选择用于存储数据的文件名和位置

图表时间轴

无论测试持续时间设置如何,开始测试时,图表都会显示五分钟的时间,因此很容易看到早期的测量结果。 五分钟后,显示屏将显示总测试时间。

频道选择按钮/显示

单击面板左侧的按钮以启用/禁用该位移(X至Y2)或温度通道的显示。

每次单击时,“ Y”,“ Z”,“ X2”和“ Y2”按钮都会在“漂移” /“倾斜” /“禁用”选项之间旋转。

按钮上显示的值是测试期间该通道的测量范围(最大-最小)。

自定义温度通道名称

可以将自定义名称分配给温度通道,以帮助识别温度传感器的放置位置。 右键单击温度通道按钮以输入自定义名称,例如“空气”或“主轴鼻”。

漂移与RPM

  • 使用的传感器数量:1-5
  • 测量轴:任意

主轴的旋转轴可能会随着RPM的变化而移动位置。 该测试绘制了主轴旋转轴相对于RPM的位置变化。 操作员调整RPM并单击“保存点”按钮以绘制一个点。

单击频道按钮将启用/禁用该频道的显示。

  1. 选择开始速度
  2. 单击保存点
  3. 将主轴在所有轴上的位置设置为所有其他测量的参考
  4. 改变主轴转速
  5. 单击保存点
  6. 主轴位置与参考位置的差异在图表上标出
  7. 对所有所需速度重复步骤4-6

可以在增加RPM时进行测量,而在降低RPM时进行测量,以显示RPM /主轴位置关系中的任何滞后。

唐纳森逆转

Donaldson Reversal显示来自两个“径向–固定灵敏度”测试运行的数据,其组合方式是将目标中的形状误差(不圆度)与主轴的同步误差运动分开。 Donaldson反转功能期间,“径向固定灵敏度”显示必须在另一个象限中处于活动状态。

第一次测量:

  1. 在一个象限中显示“唐纳森反转”面板。
  2. 在其他象限中显示“径向-固定灵敏度”面板。
  3. 执行径向–固定灵敏度测量。
  4. 单击存储A,将当前的“径向-固定灵敏度”图存储在Donaldson反转显示中。
  5. 停止主轴。

二次测量

  1. 将探针从其原始位置移到围绕主轴180°的位置。
  2. 从主轴上的原始位置卸下并更换目标180°。
  3. 执行另一个“径向–固定灵敏度”测量(不要更改任何设置)。
  4. 单击存储B,将新的“径向-固定敏感度”图存储在Donaldson反转显示中。
  5. 单击计算。

目标和主轴的同步误差运动是独立绘制的。 使用显示按钮可以打开和关闭各个图。

自动测量

自动测量对于测试与速度相关的主轴性能变化很有用。 每次主轴转速稳定在“自动测量”中指定的速度时,都会捕获测量值 设置.

  • 注意
    • 自动测量将仅在最大化视图中运行(双击面板或选择“视图”>“最大”以进入最大化视图)。

所选的主轴转速必须按照面板中列出的顺序进行测试。

  1. 最大化自动测量面板
  2. 单击菜单栏上的设置以配置测试。
  3. 最多选择五个RPM进行测试。 必须至少指定三个值。
  4. 选择用于自动测量文件存储的文件名和位置(必填)。
  5. 点击完成
  6. 单击开始以启动测试。
  7. 将主轴速度设置为第一个RPM(速度必须按照列出的顺序进行。)
  8. 主轴速度稳定后,将进行测量并将数据写入窗口底部相应选项卡中的表中。
  9. 重复步骤7-8,直到已测量所有列出的RPM。

查看>自动化测试文件 加载以前保存的测试文件以供查看。 只能查看SEA 9文件。 早期版本的自动测试文件无法使用SEA 9查看。

 

实用工具

FFT频率分析

  • 使用的传感器数量1
  • 测得的轴数

用于分析误差运动中的频率分布。 FFT分析测试在时域中从单个探头获取了64k的采样幅度数据,并将其转换为 频域。 产生幅度与频率的关系图。 显示最新数据集的FFT结果。

FFT视图(来自 查看 菜单):

条状图 –条形(柱)图显示

线形图 –连续线路连接测量

窗口(从“查看”菜单):

选择用于显示FFT的数学开窗技术的类型。 汉宁或矩形是典型的选择。

缩放

比例和轴单位在比例菜单中可用。

光标

游标(查看>显示光标值)可用于在X轴上的任何点(频率)显示值。 单击并拖动鼠标指针以重新定位光标或使用键盘箭头键。 为了进行微调,请在使用箭头键的同时按住Shift键。

中心光标

中心光标将FFT光标移动到屏幕中心。

寻找高峰

“查找峰值”将光标移动到FFT中的最高振幅点。 这不包括0 Hz(DC)点。 该点仅仅是从所选通道测量的DC偏移,与频域测量无关。

FFT数据收集进度

收集65,536个样品进行分析可能需要花费相当长的时间才能获得较低的RPM和每转点数。 在数据收集完成之前,不要保存文件。 进度计数位于图表的右下角。

作为所需经过时间的示例,在150 RPM和每转100点的采样速率下,将需要4.3分钟(260秒)来收集65,536个样本。 如果要用于以后的查看和分析,请确保在保存数据文件之前先确认FFT数据收集已完成。 如果在保存文件时未完成FFT数据收集,则保存的文件中将不包含FFT数据。

示波器

示波器是一种实用程序显示器,可模拟基本示波器,从而可以基于时间查看五个探头通道中任何一个通道上采集的数据。

使用“查看”菜单选择“直流或交流耦合”并调整绘图比例。

探头量表窗口

探针计是一个模拟量计,指示当前探针/所选探针的目标间隙。

在顶部菜单栏中选择探针计。

可以显示五个探测通道中的任何一个。 使用鼠标或键盘上或下箭头选择其他频道。

如果测量值超出范围,仪表上会出现红色的“ over range”(超出范围)文本。

最大值和最小值指示符保留仪表针的最大和最小位置。这些值以数字形式显示在仪表下方。 单击“刷新TIR”按钮,将最大和最小指示器重置为当前仪表指示。

保存数据文件

要保存旋转主轴测试数据,请单击 保存数据 顶部菜单栏中的文件。 这将立即暂停数据收集(菜单栏变为黄色,所有面板冻结为当前值)。 这提供了要保存的稳定数据集。

出现一个典型的Windows对话框,以选择一个现有文件或创建一个新文件。

通过选择以下选项,可以保存温度,换档与RPM,自动测试和唐纳森逆转测试文件 查看>保存 从相应的面板中归档。

打印屏幕

打印屏幕提供了用于打印当前屏幕的三个选项:

打印预览:显示打印预览屏幕,从中选择要打印到现有打印机的屏幕

发送到打印机:将当前屏幕发送到现有打印机

打印到PDF:显示“另存为”对话框,以选择名称和位置来保存当前屏幕的PDF。


附录

答:象限菜单项

象限菜单将包含不同的选项,具体取决于显示的面板。 下面列出了所有可能的菜单项,但它们不会全部出现在每个面板上。

显示屏玻璃制造

列出所有可能显示的面板。

查看

查看>最大大小 将象限面板放大到全屏。

查看>正常大小 将全屏面板缩小到一个象限。

查看>极坐标图 提供误差运动的极坐标图。

查看>线性图 提供误差运动的线性图,其中旋转度作为图表的X轴,误差作为图表的Y轴。

查看>地块类型>总计 所有主轴运动,包括以主轴转速发生的运动。

查看>情节类型>排除资金 消除主轴转速(基本)下发生的运动。

视图>圈子>总计[F3] 在图表上以蓝色绘制最大和最小圆圈。

查看>圈子>平均[F4] 在图表上以绿色绘制平均值图。

查看>革命>个人[F6] 显示第一次革命。 此菜单项的后续选择将显示后续的转数。 显示的转数显示在图表的右下方。 主要用于查看已保存的文件。

查看>旋转>全部[ESC] 显示所有转数。

查看>频道 允许选择X,Y,Z,X2或Y2。 X是默认值。 仅当探头连接到其他通道并且在DAQ设置中启用了通道时,选择其他通道才有意义。

设置

某些测试需要“设置”屏幕中未包含的特定设置信息。 单击“设置”菜单项将立即显示一个用于设置测试参数的对话框。

缩放

缩放>重新缩放[Enter] 在手动缩放模式下,缩放当前数据以适合绘图区域。

缩放>自动[结束] 监视数据并更改比例,以使数据始终在比例的40%到90%之内。 当象限处于活动状态时,也可以通过单击END键来激活自动缩放。

缩放>手动>增加[PgUp]或减少[PgDn] 禁用自动缩放并增加或减小图形比例。


词汇表

此处的许多定义摘自ASME B89.3.4-2010:“旋转轴:指定和测试方法”。

异步误差运动 –总误差运动中发生在旋转频率整数倍以外的频率处的部分。 异步误差运动包括以下误差运动分量:(a)不是周期性的(b)周期性的,但发生在主轴旋转频率及其整数倍数以外的频率上;(c)周期性发生在主轴旋转频率的次谐波频率上。

异步误差运动值 –异步误差运动极坐标图的最大缩放宽度,沿着通过极坐标图中心的径向线测量。

轴向误差运动 –与Z参考轴同轴的误差运动。 轴向滑移,末端凸轮运动,活塞和醉酒是常见的,但对于轴向误差运动却不精确。

轴向热漂移 –当位移与Z参考轴共线时适用。

轴平均线 –穿过两个轴向分开的径向运动极坐标中心的线段。 轴平均线用于描述旋转轴相对于参考坐标轴的明确位置,或位置的变化,例如响应于负载,温度或速度的变化。

旋转轴 –围绕其旋转的线段

轴位移 –由运行条件的变化引起的旋转轴位置的变化。

轴承 –支撑转子并允许转子和定子之间旋转的主轴元件。

排量指示器 –测量两个指定物体之间位移的设备。

错误动作 –完美工件表面相对于参考坐标轴的位置变化,作为旋转角度的函数,且工件中心线与旋转轴重合。

脸部错误动作 –规定半径处的轴向误差运动和倾斜运动的轴向分量之和。 面误差运动在指定的径向位置处平行于Z参考轴。 术语“面跳动”具有类似于径向跳动的公认含义,因此不等同于面误差运动。

面对热漂移 –适用于在指定径向位置测量的轴向位移和倾斜位移的组合。

固定敏感方向 –当工件由主轴旋转且加工或测量点未旋转时,敏感方向固定。

基本误差运动 –总误差运动的那一部分发生在主轴的旋转频率上。 基本的轴向和基本面运动是误差运动,会导致零件的平面度误差。 但是,基本的误差运动将创建具有圆形平面度的零件:该表面是平坦的,并且将在任何给定半径上提供“密封表面”。 这种独特的性能对液压行业至关重要。 基本的径向和基本倾斜位移不是误差运动,因为它们表示工件的未对准,而不是旋转轴的属性。 基本的轴向和基本面运动是误差运动,并具有重要的工程后果。

基本误差运动值 – PC中心与同步误差运动极坐标图的指定极坐标轮廓中心之间的缩放距离的两倍。 可替代地定义为旋转频率分量的幅度。 该值是振幅的两倍,因为在这种情况下,振幅表示平均值到峰值,而不是峰值到峰值。 基本轴向值和基本面值是相同的值。 没有基本的径向误差运动值-在径向方向上,以旋转频率发生的运动是由偏心参考目标引起的,而不是旋转轴的属性。

最小二乘圆(LSC)中心 –圆的中心,该圆的中心最小化从其到误差运动极坐标图的足够数量的等距径向偏差的平方和。

非敏感方向 –是垂直于敏感方向的任何方向。

完美主轴 –主轴相对于参考坐标轴没有运动的主轴。

完美的工件 –具有完美绕中心线旋转表面的刚体

径向误差运动 –在垂直于Z参考轴的方向上并在指定的轴向位置处的误差运动。

术语“径向跳动”具有公认的含义,包括由于定心和工件不圆度引起的误差,因此不等同于径向误差运动。

径向热漂移 –当位移垂直于Z参考轴时适用。

残留同步误差运动 –轴向和端面同步误差运动的一部分,发生在旋转频率的整数倍而非基本频率上。 残余同步运动和同步误差运动在数学上是相同的。 这些类型的错误会导致车削零件表面的平面度错误。

残余同步误差运动值 –距指定误差运动中心的两个同心圆的刻度差半径,正好足以包含残余同步误差运动极坐标图。

旋转敏感方向 –当工件固定且加工或测量点旋转时,敏感方向旋转。

转子 –主轴的旋转元件。

跳动 –由位移指示器感应到运动表面或相对于固定表面运动的总位移。 术语“ TIR”(指示器总读数)和“ FIM”(指示器全部运动)等同于跳动。 表面有跳动; 旋转轴运动错误。 跳动包括由于定心和工件形状误差引起的误差,因此不等同于误差运动。

敏感方向 –通过加工或测量的瞬时点,敏感方向垂直于完美的工件表面

纺锤 –提供旋转​​轴的设备。

定子 –主轴的固定元件。

定子 –转子间误差运动–与在最小结构环的两端之间测得的与主轴相关的任何误差运动的总称。

结构误差运动 –由内部或外部激励引起的误差运动,并受结构环的弹性,质量和阻尼影响。

结构环 –保持两个指定对象之间相对位置的组件的组装。

同步误差运动 –以旋转频率的整数倍出现的总误差运动的分量。 术语“平均误差运动”是等效的,但不再是首选。 图A89.3.4的B11中描述的求平均方法对于确定同步误差运动仍然可以接受。

同步误差运动值 –与指定误差运动中心的两个同心圆的半径比例差,正好足以包含同步误差运动极坐标图。

热漂移 –与结构环路内温度分布变化相关的两个物体之间的距离或角度变化。

热漂移图 –基于时间的热漂移记录。

热漂移值 –在指定时间段内和指定条件下的最大值和最小值之差。

倾斜误差运动 –相对于Z参考轴的角度方向上的误差运动。 圆锥误差,摆动误差,斜摆误差,翻滚误差和高耸误差是常见的,但对于倾斜误差运动却不精确。

倾斜热漂移 –适用于相对于Z参考轴的倾斜位移。

总误差运动 –记录的完整错误动作。

总误差运动值 –与指定误差运动中心的两个同心圆的半径比例差,正好足以包含总误差运动极坐标图。


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