Analyse technique du parallélisme du guide linéaire

Analyse technique du parallélisme du guide linéaire

Premièrement, la définition et la nature géométrique du parallélisme

Le parallélisme du guide linéaire fait référence à deux (ou plus) rails de guidage dans l'installation, sa surface directrice dans le plan horizontal (axe x) et le plan vertical (axe y) dans l'écart de position relatif, l'essence de la mesure du rail de guidage entre l'erreur de parallélisme "de l'index de précision géométrique . spécifiquement manifesté comme:

Parallélisme horizontal (parallélisme latéral):Guide la surface de guidage latéral du rail et la surface de référence dans la direction horizontale de l'écart parallèle, l'unité est généralement μm / 1000 mm;

Parallélisme vertical (parallélisme de hauteur):La surface supérieure du rail de guidage et la surface de référence dans la direction verticale de l'écart parallèle, affectant le curseur fonctionnant lorsque la précision de la hauteur .

Deuxièmement, les normes quantitatives d'erreur de parallélisme et les méthodes de test

Niveau de précision et plage de tolérance

Hiwin HG Series Guideway comme exemple:

Ultra-précision (niveau supérieur): parallélisme inférieur ou égal à 5 μm / 1000 mm;

Précision (niveau P): inférieur ou égal à 10 μm / 1000 mm;

Ordinary (N niveau): inférieur ou égal à 20 μm / 1000 mm .

Outils et processus d'inspection traditionnels

Inspection interféromètre au laser:

Prenez un rail de guidage comme référence, balayage du faisceau laser sur la longueur du rail de guidage;

Mesure du changement de distance entre un autre rail de guide et le rail de guide de référence, comme la valeur d'écart maximale dans le voyage de 1000 mm .

Règle de précision + détection des micromètres:

La règle à travers les deux rails de guide, micromètre glissant le long de la règle, lisant la quantité de fluctuation qu'est l'erreur de parallélisme (pour la détection de course courte) .

L'impact multidimensionnel du parallélisme sur les performances du système

Guider la précision et la rectitude du mouvement

Le parallélisme insuffisant entraînera l'exécution du curseur avec un "lacet", par exemple:

Erreur de parallélisme de 10 μm / 1000 mm, la déviation latérale du curseur de 10 μm dans un voyage de 1000 mm, résultant en une cylindricité à longue axe d'usurage CNC (e . g . φ 50 mm de déviation de diamètre axétaire ＞ 0 . 01 mm).

Case: Une machine de découpe de poteaux de batterie au lithium, en raison de l'erreur de parallélisme du rail de guide de 15 μm / 1000 mm, le bord de l'ondulation de coupe de pôle de 1000 mm de long atteint 0 . 03mm, dépassant de loin les exigences de processus (moins ou égale à 0,01 mm), et après le remplacement du rail de guidage de qualité supérieure, l'évasissement est réduit à 0,005 mm.

Distribution des charges et perte de vie

La déviation parallélismie entraînera une force inégale sur les balles dans le curseur:

Lorsque l'erreur de parallélisme du plan vertical est de 10 μm, la charge à l'extrémité avant du curseur augmente de 25% et le back-end diminue de 15%, la contrainte de contact locale dépasse la valeur nominale de 30%, ce qui accélère l'usure de la voie de course .

Données expérimentales:Après un fonctionnement de 1000 km de la voie de guidage de parallélisme de 10 μm / 1000 mm, la zone d'écaillage de la fatigue de la voie de course est de 2 . 3 fois celle de la voie de guidage de 5 μm / 1000 mm.

Bruit de vibration et caractéristiques dynamiques

L'erreur de parallélisme fait fonctionner le curseur avec une force latérale périodique, qui déclenche les vibrations:

Un parallélisme de guidage de la machine à transplantation à grande vitesse 20 μm / 1000 mm, à 80 m / min, la vitesse produit du bruit de résonance de 110 Hz (82 dB), tandis que le bruit de parallélisme de 5 μm / 1000 mm n'est que de 65 dB .

Quatrièmement, la source d'erreur de parallélisme et de stratégie de contrôle de l'installation

Erreur générée par les trois principaux facteurs

Erreurs d'usinage:guide rail installation base surface (such as aluminum or cast iron platform) flatness is not enough (such as the base surface flatness>20 μm / 1000 mm);

Défauts du processus d'installation: bolt pre-tensioning force is not uniform (such as neighboring bolts pre-tensioning force difference of>10%) résultant en la déformation du rail de guidage;

Impact environnemental: temperature changes (such as temperature difference>5 degrés) de sorte que le guide expansion thermique du rail et incohérence de retrait au froid . guide expansion thermique et incohérence de la contraction, 1000 mm Guide de la température du rail de 10 degrés lorsque la longueur change 11 μm .

Points de mise en œuvre d'installation de haute précision

Prétraitement de surface de base:

avec un broyeur pour installer le contrôle de la planéité de la surface de base à moins ou égal à 5 μm / 1000 mm, Rugité RA inférieure ou égale à 1,6 μm;

Processus de pré-étape étape par étape:

30% des premiers% du couple nominal pré-serré de tous les boulons;

Le micromètre pour surveiller le degré de parallélisme, la section par section (chaque 200 mm) sera le couple des boulons augmenté à 100%, pour garantir que l'écart parallélisme de moins ou égal à 3 μm / 1000 mm;

Température Compensation de température:

Contrôlez la température ambiante de 20 ± 1 degrés lors de l'installation d'équipements de précision et installez des capteurs de température aux deux extrémités du rail de guidage pour corriger l'erreur de déformation thermique en temps réel .

Cinq, une exigence de parallélisme typique de l'industrie et la sélection de référence

Sixièmement, programme de diagnostic et de réparation de défaillance du parallélisme

moyens de détection non destructeurs

Surveillance de la jauge de tension:Strain Gauge paste in the key position of the slider, the strain fluctuation amplitude of the parallelism is bad>150 με (normal inférieur ou égal à 50 με);

Détection de la distribution du film de pétrole: Push the slider after the smear of the red Dan oil to observe the gap of the oil film fracture, the gap>10 μm, c'est-à-dire que la pointe du parallélisme est trop pauvre .

Path de la technologie de réparation

Correction de broyage local:Le parallélisme de la section super pauvre (comme une erreur de zone de 200 mm de 15 μm) avec la surface de montage de la piste de broyage de la tête de précision, à chaque fois la quantité de contrôle de broyage dans 2-3 μm, jusqu'à ce que le parallélisme inférieur ou égal à 5 μm / 1000 mm;

Structure de compensation d'élasticité: Dans la voie de guidage et le substrat entre l'installation de cales élastiques en acier inoxydable 0 . 1 mm d'épaisseur, à travers l'absorption de déformation élastique de l'erreur de parallélisme inférieure ou égale à 5 μm.

Résumer

Le parallélisme du guide linéaire est l'indice central pour déterminer la précision de la précision du mouvement des machines de précision, et son erreur en affectant la rectitude de guidage, l'équilibre de la charge et la stabilité dynamique, qui a un effet direct sur la précision du traitement de l'équipe Cycle: Sélection basée sur les conditions de travail pour calculer l'erreur admissible (telle que la charge f=1000 n, l'erreur de parallélisme Δ inférieure ou égale à F × 0 .} 001mm / n=1 mm), l'installation de la compensation thermique et de la procédure de prétention par étape, et la surveillance de l'exploitation . Warning est réalisée pendant la surveillance de la contrainte, et le processus de surveillance de la contrainte {{12! Enfin, l'équilibre optimal entre la précision et le coût est réalisé.

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