消除大型絲杠的熱脹冷縮過失

      在許多大型、高精度自動化機械中,許多運用滾珠絲杠合作線性導軌的移動載臺或安排(圖1),而大型滾珠絲杠存在的熱脹冷縮,有或許抵達200μm以上的過失。這關于相似TFF-LCD工業,以及精密半導體制作工業是不能接受的,特別是在以形象體系自動定位的機臺由冷機到熱機轉化過程中,由熱脹冷縮現象產生的過失所構成的錯位、偏移等將嚴重影響產品精度與品質。



      利用KEYENCE LB-70系列激光位移傳感器實時檢測滾珠絲杠的熱脹冷縮改動量,將補償值反饋給PLC,通過補償核算將這一改動量核算在內,然后完成滾珠絲杠的零過失。

      一、滾珠絲杠熱脹冷縮量分析

            關于較大型的滾珠絲杠都考慮了熱脹冷縮問題,例如THK、CKD等系列絲杠,一般選用一端固定(銜接馬達一端),另一端可以彈性的方式。因而,移動載臺在絲杠挨近馬達的近端與遠端所受的影響也就不一樣。近端累積的改動量較小,對產品的精度影響也較小,而遠端由于累積了整個絲杠的脹大改動量,故對產品精度的影響很大(圖2)。


      二、LB-70系列激光位移傳感器

            1.激光位移傳感器

            KEYENCE LB-70系列激光位移傳感器具有2μm的高解析度,0.15ms的快速反應時刻,準確到0V的設定,以及可以進行長間隔測量。圖3a為激光操控器和LB-11 laser head的外形圖。


            圖4為LB-11 laser head的零點調整規模和線性調整規模。其他詳細闡明及設定操作方法可見KEYENCE傳感器操作手冊。


            2.檢測原理

            設定0V電位后,通過從感測頭宣布的激光檢測政策物間隔的改動轉化成直流電壓輸出,然后在PLC模組中增加一塊模數轉化模塊,然后將實時電壓改動轉變為間隔改動。

      三、改善方案闡明

            1.設定方法

            將傳感器測頭固定于機臺固定座上(馬達側),反光擋片作為政策物固定于移動載臺上監測脹很多改動(圖5)。在L1(0mm



            將脹很多S。通過PLC中的各種運算聯系核算到位移量中(進行補償核算),即可將各種溫度及方位點的脹很多對產品精度的影響消除掉。圖6為顯現在人機界面上的實時檢測脹很多值。


      此方案已在TFT-LCD制作職業中得到成功實踐,效果很好。