کالیبراسیون ماشین های CNC با استفاده از تداخل سنج لیزری

تالیف: اصغر ناصری

یکی از فعالیت های مهم در تعمیر و نگهداری ماشین ابزارهای کنترل کامپیوتری (CNC) ، بازرسی دوره ای درستی هندسی و سینماتیکی آنها می باشد. اندازه گیری انحراف های هندسی مانند مستقیمی، توازی، تختی و انحراف های حرکت محورها از موقعیت های خطی می تواند اطلاعات لازم در مورد سطح درستی کارکردی ماشین های ابزار چندمحوره را فراهم سازد. استفاده از اصل تداخل نور که توسط آلبرت مایکلسون در دهه 1880 ابداع شد روش بنیادی در کنترل هندسی ماشین های ابزار بشمار می‌رود.

تداخل سنج مایکلسون از یک منبع نور مونوکروم (با طول موج واحد)، یک مجموعه آینه ثابت و یک مجموعه آینه متحرک تشکیل شده است. منبع نور بر روی یک نیم آینه مایل (آینه ای که نیمی از نور را منعکس و نیم دیگر را عبور می دهد) با زاویه 90 درجه منعکس شده و به آینه ای با فاصله ثابت از آن برخورد کرده و بر می‌گردد. نیم دیگر نور نیز به یک آینه متحرک برخورد می کند که به ابزارگیر متحرک ماشین بسته شده است. بازتاب دو پرتو نور باهم ترکیب شده و یک الگوی تداخلی شامل نوارهای تاریک و روشن را می سازد که فاصله میان نوارهای متوالی ضریبی از طول موج نور است. بدین ترتیب با معلوم بودن طول موج نور و تعداد نوارها ی تاریک وروشن می توان موقعیت دقیق آینه متحرک نسبت به منبع نور تک موج را دریافت.

 

اصل تداخل سنجی نوری

یکی از تداخل سنج های تجاری معروف، ML10 ساخت شرکت Renishaw است که از یک منبع تولید لیزر تک موج، مجموعه هایی از آینه و یک ثبات دمای EC10 برای جبران دمایی تشکیل شده است. در عمل، آینه ثابت در جلوی منبع لیزر تک موج قرار گرفته و آینه متحرک نیز به ابزارگیر متحرک ماشین بسته می‌شود. پس از تنظیم همراستایی پرتو لیزر ارسالی از منبع نور با آینه های متحرک و ثابت (که به روش خاصی انجام می شود)، محور ابزارگیر با دستورات کنترلی یا دستی در موقعیت های معین قرار گرفته و موقعیت اندازه گیری شده توسط تداخل سنج با موقعیت نشان داده شده توسط ماشین مقایسه شده و از این طریق خطای حرکت خطی محورها اندازه گیری می شود.

تداخل سنج لیزری ML10

شیوه نصب و چیدمان تداخل سنج لیزری ML10 برای کالیبراسیون موقعیت های حرکت خطی  یکی از محورهای ماشین

سپس خطاهای ثبت شده را می توان در فایل جبران خطا (Error Map) کنترلر ماشین وارد کرده و خطاهای حرکتی ماشین را به حداقل ممکن کاهش داد.

مدیر وبلاگ دنیای علم و تکنولوژی (اصغر ناصری) در حال وارد کردن خطاها در کنترلر ماشین  CNC

برای اطلاعات بیشتر فایل زیر را مطالعه فرمایید:

Laser Interferometry – Measurement and Calibration Method for Machine Tools