消除大型丝杠的热胀冷缩过失

      在许多大型、高精度自动化机械中,许多运用滚珠丝杠合作线性导轨的移动载台或安排(图1),而大型滚珠丝杠存在的热胀冷缩,有或许抵达200μm以上的过失。这关于相似TFF-LCD工业,以及精密半导体制作工业是不能接受的,特别是在以形象体系自动定位的机台由冷机到热机转化过程中,由热胀冷缩现象产生的过失所构成的错位、偏移等将严重影响产品精度与品质。



      利用KEYENCE LB-70系列激光位移传感器实时检测滚珠丝杠的热胀冷缩改动量,将补偿值反馈给PLC,通过补偿核算将这一改动量核算在内,然后完成滚珠丝杠的零过失。

      一、滚珠丝杠热胀冷缩量分析

            关于较大型的滚珠丝杠都考虑了热胀冷缩问题,例如THK、CKD等系列丝杠,一般选用一端固定(衔接马达一端),另一端可以弹性的方式。因而,移动载台在丝杠挨近马达的近端与远端所受的影响也就不一样。近端累积的改动量较小,对产品的精度影响也较小,而远端由于累积了整个丝杠的胀大改动量,故对产品精度的影响很大(图2)。


      二、LB-70系列激光位移传感器

            1.激光位移传感器

            KEYENCE LB-70系列激光位移传感器具有2μm的高解析度,0.15ms的快速反应时刻,准确到0V的设定,以及可以进行长间隔测量。图3a为激光操控器和LB-11 laser head的外形图。


            图4为LB-11 laser head的零点调整规模和线性调整规模。其他详细阐明及设定操作方法可见KEYENCE传感器操作手册。


            2.检测原理

            设定0V电位后,通过从感测头宣布的激光检测政策物间隔的改动转化成直流电压输出,然后在PLC模组中增加一块模数转化模块,然后将实时电压改动转变为间隔改动。

      三、改善方案阐明

            1.设定方法

            将传感器测头固定于机台固定座上(马达侧),反光挡片作为政策物固定于移动载台上监测胀很多改动(图5)。在L1(0mm



            将胀很多S。通过PLC中的各种运算联系核算到位移量中(进行补偿核算),即可将各种温度及方位点的胀很多对产品精度的影响消除掉。图6为显现在人机界面上的实时检测胀很多值。


      此方案已在TFT-LCD制作职业中得到成功实践,效果很好。