立式加工中心常用精度检测工具之球杆仪
球杆仪
• 应用： • 快速CNC机床轴的状态检查 • 快速图形化 伺服系统调节 • 检查CNC磨床的水平和垂直特性 • 测量数控加工中心 • 可用于火焰、激光以及水喷切 割机 • 特点： • 90mm 球杆仪 • 球杆长度可达1.5米 • WINNER 2.01 软件 • RS-232 串口通讯接口 • 磁性 安装夹具 • 直角夹具 • 系统便携箱 可选件 • • 分析软件提供自动识别功能并可报告误差类型和大 小 • 用于多次设置和实验机床设置和误差参数设置 的仿真程序 • 车床夹具包括主轴臂和转动架，带有 多种安装件及其他附件（如便携箱） • 测量误差类型： • 反程间隙误差 • 垂直度测量 • 爬 行 • 伺服滞后 • 直线度测量 • 换算误差 • 机床及伺 服振动
(一)球杆仪的安装
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球杆仪接口放置在机床上方便且安全的 位置上。操作人员可能必须打开机床防护 罩放置接口，应注意将接口电缆通过合适 的孔位拉出。球杆仪是通过传感器接口盒 连接到计算机的一个串口上的。传感器接 口包括一条由9V电池供电的电子线路，它 跟踪传感器的伸缩并通过串行接口把数据 读数报告给计算机。
美国 - API 平行片簧式球杆仪
• 采用了无摩擦平行弹簧设 计，可以达到极高的测量 精度，因此测量半径可达 1.5米，可用于大型机床 的测量。 球杆仪测试过程 显示了机器沿圆形路径运 动时，两轴是如何共同运 动的。对于理想的机器两 轴会运行出一个理想的圆。 球杆仪可以测量出机器偏 离理想圆轨迹的任何偏差， 并将数据以曲线形式显示。
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4．缩短新机床开发研制周期 用球杆仪检测机床可分析出润滑系统、机床轴 承等的选用对机床精度性能的影响。这样可根据 测试情况改变原配套件的选用以至设计，因而缩 短了新机床研制周期。
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雷尼绍QC20-W无线球杆仪简介
雷尼绍QC20-W无线球杆仪简介雷尼绍QC20-W无线球杆仪培训指导书1前言机械制造中，零件的加工质量直接影响装配质量，而零件的质量很大程度上取决于机床本身的性能。
机床出现故障(特别是数控机床)，零件废品率增加，产品成本也随着上升。
人为误差和对刀具问题可能是导致误差的诸多原因之一，但机床自身误差是造成误差的主要来源。
现代数控机床精度较高，但其性能(即便是新机床)可能会受到一些因素的影响，如:安装基础不牢靠、安装错误、加工中发生的碰撞、磨损等原因。
因此，数控机床应定期进行检测维修。
一、英国雷尼绍QC20-W无线球杆仪特点:1、组件: 该系统采用独立包装，组件包含执行球杆仪测试所需的一切。
只需安装一台台式机或者笔记本电脑。
提供的附件用以扩展对多种车床和两轴机器(如立式车床)进行测试的功能。
它是用于机床状况监控的最快速、最简单、最有效的方法。
2、核心部件:该系统的核心是球杆仪本体，即一个高精度伸缩式线性传感器(无线蓝牙技术)，每端各有一个精密球，在使用中，精密球以机械定位的方式固定在两个磁力碗座之间，一个磁力碗座连接在机床工作台上，另一个连接在机床主轴或主轴箱上。
当机床运行预设定的圆轨迹时，此种安装方式使球杆仪可以测量机床半径的微小变化。
3、数据采集:机床在测试平面(XY,YZ,ZX)的任一平面画出两个连续的圆弧(顺时针和逆时针)，并且在测试过程中，精确地测量机床运行的测试圆半径的任何变化。
该系统软件首次使用户通过一次简单地设定，即可在三个正交平面上执行测试，速度快，实现了对机床真正意义上的空间分析，即通过让机床运行一段圆弧或整圆周来“执行球杆仪测试”以测得误差。
由一传感器测得前述运动中半径的微小偏移量，由软件将其采集下来。
4、诊断报告:诊断报告不但为机床误差排序，而且可以通过“热链接”链接到系统手册，方便你查阅与误差相关的典型加工误差，以及制定可行的维修方案。
5、模拟器:当模拟器启动运行时，以下机床误差可被模拟。
球杆仪_精品文档
球杆仪一、简介球杆仪（Golf Club Instrument）是一种用于测试和评估高尔夫球杆性能的测量仪器。
它可以帮助高尔夫球手了解球杆的各项指标，以便选择合适的球杆，改善技巧和提升球杆性能。
本文将介绍球杆仪的原理、功能、使用方法以及其在高尔夫球运动中的应用。
二、原理球杆仪基于先进的传感技术和数据分析方法，通过测量和分析球杆在高尔夫球击球过程中的各项参数，从而评估球杆的性能。
其中包括以下几个方面：1. 杆身刚性：球杆仪可以测量球杆的刚性，即球杆在击球时的弯曲程度。
刚性对球手的击球技巧和球杆的控制能力有着重要影响。
2. 杆身振动：球杆仪可以测量球杆在击球时产生的振动频率和振幅，从而判断球杆的稳定性和舒适性。
3. 杆头速度：球杆仪可以测量球杆在击球瞬间的速度，帮助球手了解自己击球时的力度和球杆的灵敏度。
4. 杆面角度：球杆仪可以测量球杆杆面相对水平面的角度，从而判断球杆的弹道特性和球的飞行轨迹。
5. 杆长与重量：球杆仪可以测量球杆的长度和重量，帮助球手选择适合自己的球杆尺寸和重量。
三、功能球杆仪具有以下几个主要功能：1. 测试和评估球杆性能：球杆仪可以对不同品牌、型号和规格的球杆进行测试和评估，帮助球手了解每支球杆的性能优势和不足。
2. 提供个性化推荐：球杆仪可以根据球手的身体状况、击球习惯和技术水平，提供个性化的球杆选择推荐。
3. 分析和比较数据：球杆仪可以分析和比较不同球杆在各项性能指标上的表现，帮助球手做出合理的选择。
4. 记录和追踪数据：球杆仪可以记录和追踪球手的击球数据，帮助球手分析自己的击球习惯和进步情况。
5. 提供训练建议：球杆仪可以根据球手的数据分析结果，提供针对性的训练建议，帮助球手改善技巧和提升球杆性能。
四、使用方法使用球杆仪非常简单，只需要按照以下步骤进行操作：1. 准备：将球杆仪连接到电源并打开，确保球杆仪处于正常工作状态。
2. 安装球杆：将待测试的球杆插入球杆仪的测量口，确保球杆稳固且连接紧密。
球杆仪的工作原理
球杆仪的工作原理球杆仪是一种用于测量和检测高尔夫球杆性能的仪器。
它通过对球杆进行振动测量和分析，可以提供有关球杆的弯曲刚度、振动频率和振幅等参数。
球杆仪的工作原理基于振动力学和信号处理技术，下面将详细介绍球杆仪的工作原理。
球杆仪的工作原理主要包括两个方面：振动测量和信号处理。
首先，球杆仪利用传感器对球杆进行振动测量。
传感器通常位于球杆的不同位置，以获取不同点的振动数据。
这些传感器可以是加速度计、应变计或压电传感器等。
当球杆受到外力作用或振动时，传感器会将振动信号转化为电信号，并将其发送给信号处理单元。
接下来，球杆仪对传感器采集到的振动信号进行信号处理。
信号处理的目的是提取有用的振动特征参数，并进行分析和判断。
常用的信号处理方法包括滤波、采样、傅里叶变换等。
滤波可以去除噪声信号，使得振动信号更加清晰。
采样将连续的模拟信号转化为离散的数字信号，以便进行后续的数学计算和分析。
傅里叶变换可以将时域信号转化为频域信号，以获取振动信号的频率成分和能量分布。
通过振动测量和信号处理，球杆仪可以得到球杆的各种振动特征参数。
其中，最重要的参数之一是球杆的弯曲刚度。
弯曲刚度是指球杆在受到作用力时的弯曲程度，是衡量球杆硬度和弹性的重要指标。
通过测量球杆在不同点的振动频率和振幅，可以计算出球杆的弯曲刚度。
弯曲刚度越大，表示球杆越硬，反之则表示球杆越软。
除了弯曲刚度，球杆仪还可以测量球杆的振动频率和振幅。
振动频率是指球杆振动的频率，可以反映球杆的固有特性和振动模态。
振幅是指球杆振动的幅度，可以反映球杆的振动能量和振动强度。
通过分析球杆的振动频率和振幅，可以评估球杆的性能和品质，为高尔夫球手选择合适的球杆提供依据。
球杆仪通过振动测量和信号处理，可以提供有关球杆的弯曲刚度、振动频率和振幅等参数。
这些参数对于评估球杆的性能和品质，以及为高尔夫球手选择合适的球杆具有重要意义。
球杆仪的工作原理基于振动力学和信号处理技术，通过对球杆振动信号的采集、分析和判断，为高尔夫球杆的研发和生产提供了有效的工具和方法。
球杆仪操作规程
球杆仪操作规程球杆仪操作规程一、引言球杆仪是一种专门用于测量高尔夫球杆的工具，通过测量杆面角度和杆身的弯曲度等参数，可以帮助高尔夫爱好者选择适合自己的球杆。
为了保证测量结果的精确性和操作的安全性，制定以下球杆仪操作规程。
二、操作前的准备1. 球杆仪应放置在平坦稳固的台面上，并保持其水平。
2. 球杆仪应处于关闭状态。
3. 确保球杆仪的电源正常，并有足够的电量。
三、开机和校准1. 打开球杆仪的电源开关，等待球杆仪的系统自检完成。
2. 在球杆仪上选择正确的球队和球杆型号，确保测量结果的准确性。
3. 进行球杆仪的校准操作，按照球杆仪的使用说明书上的步骤进行校准，确保测量结果的准确性。
四、测量操作1. 将待测的高尔夫球杆插入球杆仪的插槽中，确保插入的深度适当。
2. 按下球杆仪的测量按钮，等待球杆仪完成测量。
3. 球杆仪将会自动显示测量结果，包括杆面角度、杆身的弯曲度等参数。
4. 仔细观察测量结果，确保数据的准确性。
五、操作注意事项1. 在进行测量操作时，要保持环境安静，避免外界干扰对测量结果产生影响。
2. 在进行测量操作时，要尽量保持球杆的稳定，避免因手抖或杆身晃动等原因导致测量结果不准确。
3. 在进行测量操作时，要注意保护自身和他人的安全，避免误碰球杆仪的尖锐部分或遭受球杆弯曲等危险。
4. 在进行测量操作时，要按照球杆仪的使用说明书上的要求进行操作，不得随意更改参数或使用不当的方式进行测量。
六、操作结束1. 测量操作完成后，关闭球杆仪的电源开关。
2. 清理测量场地，确保球杆仪和待测的球杆等物品放置整齐。
3. 及时对球杆仪进行维护和保养，保证其正常的使用寿命。
七、安全注意事项1. 不得将球杆仪用于除测量高尔夫球杆以外的其他物品，避免造成球杆仪的损坏或个人受伤。
2. 在使用球杆仪时，不得进行猛烈的挥杆动作或重物击打等操作，避免球杆仪受到损坏。
3. 长时间不使用球杆仪时，应将其存放在干燥通风的地方，并避免受到阳光直射或高温等影响。
雷尼绍球杆仪的作用
雷尼绍球杆仪的作用
雷尼绍球杆仪（Renishaw Ballbar）是用于机床性能评估和校准的一种精密测量设备。
它主要用于评估和测试机床的圆度、直线性、重复性以及其它几何精度相关的性能参数。
以下是雷尼绍球杆仪的一些主要作用：
1.机床性能评估：雷尼绍球杆仪能够在机床操作过程中测量
运动轴的运动误差和机床的定位精度。
通过评估球杆测量
结果，可以识别机床的轴向误差、位置偏差、重复性等问
题，从而评估机床的性能和精度。
2.机床校准和调整：通过对测量数据的分析，雷尼绍球杆仪
可以指示机床潜在的机械问题和运动误差。
根据测量结果，可以根据需要采取校准和调整步骤，来提高机床的几何精
度和性能。
3.故障诊断和维护：雷尼绍球杆仪通过监测和测量机床轴向
的性能，还可以帮助检测并诊断机床的故障和问题。
当机
床发生异常或性能下降时，通过球杆测量结果可以定位问
题的源头并进行适当的维护和修复。
4.机床精度验证：雷尼绍球杆仪提供了一种用于验证机床几
何性能和重复性的标准方法。
通过定期测量，可以跟踪机
床的性能变化，并确保其在规定的精度和可靠性范围内运
行。
综上所述，雷尼绍球杆仪在机床制造和维护过程中扮演了重要
的角色。
它可以帮助评估机床的性能和精度，并提供有效的校准和维护指导，以确保机床的稳定性、精度和生产能力。
球杆仪的工作原理
球杆仪的工作原理
球杆仪是一种用于测量高尔夫球杆的重量、平衡和挥动力的仪器。
它的工作原理基于以下几个方面：
1. 重量测量：球杆仪使用称重传感器来测量球杆的重量。
传感器被放置在球杆握把的底部，当球杆放置在传感器上时，它会产生一个电信号，通过测量信号的大小来确定球杆的重量。
2. 平衡测量：球杆仪还可以测量球杆的平衡性。
它通常有一个支撑装置，用于将球杆固定在水平位置或倒立位置上。
通过测量球杆在这些位置上的重心位置，可以得出球杆的平衡情况。
通常，球杆仪还可以提供水平和垂直方向的平衡点坐标。
3. 挥动力测量：球杆仪还可以测量球杆在挥动过程中的力度和速度。
它通常使用加速度传感器来测量挥动过程中球杆的加速度变化。
根据牛顿第二定律，通过测量球杆的加速度，可以计算出球杆上所施加的力。
这些测量结果可以通过球杆仪上的显示屏或与计算机连接的软件来显示和分析。
球杆仪可以帮助高尔夫球手了解他们的球杆特征，并根据测量结果来调整球杆的重量平衡和挥杆技巧。
球杆仪测试分析
球 杆 仪 测 试 结 果 分 析
进行检测前应使用球杆仪与Z轴对准后再进行检测
第一步
第二步：这里我选择的是进给率2000mm/min，杆长900mm （进给率需从机床球杆仪程序中查看）
第三步：G02表示顺时针方向，G03则表示逆时针方向
第四步：因为截取时间不同，这里会有一些不一样
按照前面的设置半径应为：900mm，进给率为2000mm/min
第五步：开始测试测试
第六步：生成误差分析报告
参照下图进行对比与处理
对照图表，影响圆度的最大因素是垂直度误差（若相差过大则需要相应的机械维修）。
横向间隙
横向间隙的产生：主要起因于机床导轨中存在间隙或松动。
它将在机器轴做换向运动时出现垂直于导轨方向的运动。
它可与反向间隙台阶比较，反向间隙也是由于机器中的间歇引起的，但它与轴的方向相同。
如球杆仪圆测试可见，反向间隙为径向误差，而横向间歇为切向误差。
反向间隙
对于反向间隙我们可以利用数控系统反向间隙补偿方法进
行补偿。
FANUC：反向间隙补偿参数1851、1852
反向跃冲补偿参数2271
三菱：反向间隙补偿参数2012（三菱系统需要乘以2） 反向跃冲补偿参数2216
西门子：反向间隙补偿参数32450。
基于球杆仪检测五轴数控机床主轴的误差
基于球杆仪检测五轴数控机床主轴的误差发布时间：2022-07-19T08:48:10.900Z 来源：《科学与技术》2022年30卷第5期第3月作者：杨明[导读] 在切削加工中，主轴高温引起的热变形及热耦合对主轴动态特性、刚度、机床刚度与热稳定性有很杨明沈阳机床集团有限责任公司辽宁沈阳市110000摘要：在切削加工中，主轴高温引起的热变形及热耦合对主轴动态特性、刚度、机床刚度与热稳定性有很大影响。
主轴热误差测量与补偿技术的研究对提高机床加工精度有着极其重要的作用。
而球杆仪可检测机床动态性能，其圆轨迹测量曲线能反映机床上几乎所有的误差项，并且测量精度高，操作简单快捷。
关键词：球杆仪；五轴数控机床；主轴；误差五轴联动数控机床能实现各轴联动，精度高，用于加工各种复杂曲面及精密部件，在航空航天、船舶、军事装备等方面有着重要应用。
此外，机床热误差是指机床在加工中，由于机床各部件温升及环境温度扰动而引起的热变形，导致刀具切削点与工件的原始相对位置发生变化，从而导致加工误差。
大量研究表明，热误差是引起机床加工误差的最大误差源之一。
其中，主轴是热误差的主要来源。
因此，数控机床主轴热误差的检测与补偿对提高机床加工精度具有重要意义。
一、五轴数控机床简介五轴数控机床一般指五轴联动数控机床，是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业有着举足轻重的影响力。
五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一手段。
此外，五轴联动机床的使用，让工件装夹变得容易。
加工时无需特殊夹具，降低了夹具的成本，避免了多次装夹，提高模具加工精度。
采用五轴技术加工模具能减少夹具的使用数量。
另外，由于五轴联动机床可在加工中省去许多特殊刀具，所以降低了刀具成本。
五轴联动机床在加工中能增加刀具的有效切削刃长度，减小切削力，提高刀具使用寿命，降低成本。
利用球杆仪进行机床整体性能优化下
利用球杆仪进行机床整体性能优化（下）齐重数控装备股份有限公司（齐齐哈尔 161005）安保钢3. 运行球杆仪测试步骤（1）启动软件点击开始菜单中快速检测选项，启动B a l l b a r软件，显示图12界面。
（2）运行球杆仪测试此软件具有运行球杆仪测试和查看测试结果的功能，此处点击运行球杆仪测试，如图13所示。
图 12图 13在导轨的燕尾槽中起定位作用，通过压块10上的螺钉将螺钉4固定在机床的导轨上；由两个螺钉2将L 形支架1固定在底座13上，两个螺钉4将轴承架3固定在件1上；螺钉2和螺钉4要留一定的调整量，使用一根和轴承架3上大圆孔直径一致的心杆，穿过轴承架3大孔调整好夹具和机床轴心的同轴度后，固定紧螺钉2和螺钉4。
其次采用专门设计的卡箍6，用特殊粘合剂将装配好的弧孔特种轴承7的内环与其粘合在一起；然后将螺钉5装在卡箍6上起带动作用；将组合好的三件一起装到轴承架3的大孔里。
最后用螺钉4压住轴承架3的外环，用两个螺钉9固定就将工件装夹好了。
由于内孔已经车成如图2所示的形状，因此只要在内磨砂轮外圆上修出一段R圆弧即可把中间部分磨成所需的圆弧形状。
平板11是根据现有砂轮修整器设计的一块增高平板，将砂轮修整器通过平板11上的两个通孔固定在第二件底座13上，使金刚石的中心与工件的中心在同一水平上，方便加工过程中随时修整砂轮。
磨弧孔时机床主轴拨动粘合在卡箍上的内环旋转达到磨削要求。
由于采用轴承整体自磨的工艺方法使内弧特种轴承达到了比较高的内环弧的旋转精度（经检测大部分弧面的跳动量均达到0.006mm）。
在磨内弧时还要保证圆弧中心的对称度要达到0.1mm以内，可用带挡板的V形铁在万能工具显微镜上进行检验。
把弧孔特种轴承放于V槽内，先使一面贴住挡板，用杠杆式电感比较仪伸入孔内与R接触，移动显微镜滑板，将其移至工作台上内孔R处圆弧最高点，并记下显示的读数X1，然后把弧孔特种轴承转180 º，使另一面与挡板贴住，重复上述操作，记下显微镜读数X2，这时就得出R的对称度误差为（X1－X2）/2，并按此值调整机床工作台的位置。
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立式加工中心常用精度检测工具之球杆仪我们都知道，立式加工中心是当今加工设备当中加工精度最高、效率最好、自动化程度最理想的加工设备，特备是立式加工中心配有刀库及自动换刀系统，可以在工件只需经过一次装夹的情况下，完成工件的铣削、镗削、钻削、铰削和攻丝等多道复杂工序，并且整个加工过程是机床本身自主完成，中间几乎无需人工干预，其加工所需的刀具都是由其自主完成更换的。
由此可以看出，立式加工中心具有较强的自动性和较好的复合加工功能。
立式加工中心除了具有以上较好的加工特性外，相对于其它加工设备来说，其加工精度要远远高于其它设备，当然，任何加工设备在长时间使用或由于保养不当都会影响其使用性能加工精度，那么，当立式加工中心需要检测和调整精度误差时，一般采用何种工具可以既好又快的检测呢？本文就简单介绍一下，立式加工中心常用的精度检测工具——球杆仪。
球杆仪检测工具
球杆仪是用于立式加工中心两轴联动精度快速检测与机床故障分析的一种工具。
MT21无线球杆仪采用高精度可伸缩式结构及线性位移传感器，两端分别
有一个精密球。
在使用中，精密球以机械定位的方式吸附在两个精密磁力碗座上，其中一个磁力碗座连接至机床工作台上，另一个连接到机床主轴或主轴箱上。
当机床按照预设定的圆轨迹运行时，可精确测量机床的真实圆轨迹并实时显示出圆半径值，然后将测量值与设定轨迹进行比较，即可对机床性能做出评估。
理论上，位置性能极佳的机床，其圆轨迹应该与设定的圆轨迹相贴合。
球杆仪主要用途
1.机床精度等级的快速标定：通过在不同进给速度下用球杆仪检测立式加工中心，使操作者可选用满足加工工件精度要求的进给速度进行加工，从而避免了
废品的产生。
2.机床故障及问题的快速诊断与分析：球杆仪可以快速找出并分析立式加工中心问题所在，主要可检查反向差，丝杠背隙差，伺服增益不匹配、垂直度误差、丝杆周期误差等性能，譬如机床发生撞车事故后，可用球杆仪检测并快速告诉操作者机床精度状况及是否可继续使用。
在ISO标准中已规定了用球杆仪检测机床精度的方法。
MT21球杆仪主要技术指标：
通信方式：蓝牙传输（典型值10m）
供电方式：锂电池
分辨率：0.1μm
测量精度：±(0.7+0.3%L)μm
测量范围：±1.0mm
传感器行程：±2.0mm
采样速率：1000Hz
工作范围：(0~40)℃
主机尺寸：150mm×26mm×21mm。