激光切割机的检测&补偿

激光切割机，利用激光器发射出激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束，激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走，从而实现对工件的切割或加工。

激光切割机在钣金加工领域具有许多竞争优势，其切割速度快、出产效率高、产品出产周期短的特点，在保质的同时，为使用者在单位时间内争取了更多产出，从而在市场竞争中占据时间优势。

而如何让激光切割机在快速高效的基础上，使加工质量得到保障，也随之成为了一个重要的课题。

基于激光切割机的精度和测量范围要求，只凭借单纯的机械手段已经很难保障和改善其精度；而激光干涉仪，作为精密测量仪器，可高效客观地测出切割机的定位精度、重复定位精度、反向间隙等数据，并生成相应的补偿参数，实现切割机的误差补偿，从而改善其精度。

图1：使用XD LASER激光干涉仪补偿切割机作业现场及补偿前后数据对比

XD LASER激光干涉仪切割机螺距误差补偿方案

使用XD LASER激光干涉仪对激光切割机进行螺距误差补偿，大致可分为四个步骤：

1、机床原点确定

这是进行螺距误差补偿的基础，不同的控制系统操作方法不同，只要按系统要求正常回原点即可。

2、 测定脉冲当量

由于机械传动的环节的影响，理论计算得出的脉冲当量往往和机床实际运动距离有差别，这时直接进行螺距误差补偿往往效果不是很理想，因此建议先进行脉冲当量的校准，脉冲当量数与机床运动距离对应匹配，并将数据输入到相应参数中即可，经过这样处理，机床的线性精度可提升三分之一左右。

3、  线性误差的测定

利用激光干涉仪进行螺距误差测定，测定之前要设定相应的参数，并与数控机床的测量程序匹配：

- 行程范围。预备进行测量的总行程范围，一般设定的比机床设计行程略小。

- 测量间隔。理论上来说测量的间隔越小，则补偿之后结果越精确；但测量间隔越小， 需要测量的点也越多，花费的时间也越长。间隔值推荐在 10 毫米~100 毫米之间。

- 停留时间。要根据机床的运行速度，设备的质量惯性进行调整，使用XD LASER激光干涉仪，设置3-5秒停留时间，一般可满足大部分机床测试要求。

1、 导入误差数据

根据控制系统的不同导入误差数据：

- 有些数控系统可直接将激光干涉仪的数据格式设置到底层数据中，这种情况，直接将测量数据导入机床控制系统即可。

- 如果数控系统底层数据未把干涉仪数据结构设置进去，那么要根据数控系统的控制类型，产生相应的补偿数据，输入到机床控制系统螺补参数中即可。

★ 经过补偿后机床的线性精度可大大提高。

图2：API品牌XD LASER激光干涉仪

关于XD LASER系列激光干涉仪

XD LASER系列激光干涉仪是API公司专利的、得到业界充分认可的用于各式机床检测校准的通用设备。该设备使用便捷、高效，1、3、5、6D多种型号可选，并提供标准型和精密型，可充分满足从制造车间到计量实验室的多样化要求；其中，6D型号一次安装可以同时测得6个参数，包括1个位置度误差、2个直线度误差、和3个角度误差。

通常需要数天进行的测试，使用XD LASER六维激光干涉仪只需几个小时即可完成。实际应用结果表明：工作效率提升5倍！

图3：API MTC机床校准解决方案

（左侧：XD LASER激光干涉仪、右中：Spindlecheck主轴分析仪、右上：无线球杆仪、右下：Swivelcheck角摆检查仪）

API MTC机床校准高效解决方案

基于对机床误差的深入研究，以及近半个世纪的技术积淀，造就了API MTC（Machine Tool Calibration）机床检测专家级全面解决方案；方案由多种高效机床检测校准设备组成：

- XD系列激光干涉仪：完美解决21项参数误差问题。

- Swivelcheck角摆检查仪：解决包含ABC角的机床所有转角误差问题。

- Spindlecheck主轴分析仪：对主轴动态及热变形误差实时监测分析。

- 球杆仪：诊断CNC动、静态精度。

- VEC空间误差补偿技术：使大型多轴机床实现超过4倍的精度提升。

图4：API公司总部大楼（美国马里兰州）

关于 API

美国自动精密工程公司（API 公司）于1987 年创建，总部位于美国马里兰州的洛克威尔城。API 公司自成立以来， 始终致力于机械制造领域精密测量仪器和高性能传感器的研发和生产，产品已广泛应用于美国及世界各国的先进制造领域，并在坐标测量和机床性能测试的高精度标准方面处于领先地位。API 公司拥有一支经验丰富、能力卓著的工程师队伍，不断开发出先进的创新性产品，以满足快速发展的工业技术需求。在美国联邦政府、企业及科学研究的诸多项目中，API 公司都是积极参与者和关键技术伙伴。迄今为止所取得的成就使其在国际精密测量领域享有很高的声誉。