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简介
关于摆动轴转台测量
传统上，机床回转轴的校准需要将XR20-W安装在其回转中心，才能执行回转轴校准。有些回转轴旋转中心(C.O.R.)受到限制
无联结部位，导致需要更复杂的支架与准直程序才能对轴进行校准，这可能增加该机床校准的难度。这个问题通常发生在某些
特定机床结构上，例如（摇篮）耳轴和主轴头摆动机床。解决方法是将XR20-W安装在“摆动轴转台”上（它不必安装在旋转
中心）并执行测试，因摆动轴转台测量软件会同步线性与旋转移动，并在整个测试期间保持激光束准直。这可显著简化安装硬
件和设定要求。
本手册说明通过“摆动轴转台测量软件”来启用这一解决方案。
摆动轴转台测量软件允许用户：
轻松计算XR20-W旋转中心与回转轴旋转中心(C.O.R.)之间的偏置距离
（需要生成测试工件程序）
生成测试工件程序（会同步回转轴与线性轴移动，以保持激光束准直）
根据检测到的回转轴结果消除线性轴产生的任何角度误差（为回转轴提供“纯回转轴误差”的结果）。
RotaryXL软件用于采集回转轴的角度位置误差，相关说明见RotaryXL手册。
LaserXL软件用于采集线性轴的角度误差，相关说明见LaserXL手册。
工作原理
工作原理是利用机床线性轴与回转轴的同步移动。如上所示，回转轴每步移动都有一个线性轴对应的移动一步。请注意，即使
是角度轴转动相同的角度，线性轴移动间隔也会不同，以确保干涉仪与XR20-W的光路保持准直。
由于其中一个光学镜组固定至移动线性轴，因此检测到的角度轴数据也会包含线性轴的误差，例如以下所示的角度误差。
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出于这个原因，应在与最初同步移动期间所用的相同停止位置，沿着线性轴同时执行额外、单独的角度测量。接着可合并这两
个误差文件，消除线性轴角度误差的影响，进而真实呈现回转轴的分度定位精度。
若要使用同步移动来创建程序，必须知道XR20-W旋转中心与回转轴旋转中心(C.O.R.)之间的距离。这个数值是必需的，以便
让机床控制器了解任何指定旋转移动的线性轴最远移动距离，避免发生激光束中断。
软件可利用计算偏置值一节所述的设定程序采集的数据，自动生成此距离值。
系统组件
摆动轴转台测量软件使用标准XR20-W硬件与标准XL-80硬件。如需详细信息，请参阅RotaryXL与LaserXL帮助。
要完成摆动轴转台测量校准，必须拥有下列设备：
XL-80激光系统和LaserXL软件
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XR20-W回转轴校准装置与RotaryXL软件
角度光学镜组件
摆动轴转台测量软件
此外，XR20-W回转轴的安装必须与被测量的回转轴平行。雷尼绍可提供XR20-W90度支架以实现此要求，用户也可自行设计
固定装置。设计建议和规格见安装硬件一节。
安全须知
警告：此软件生成的CNC工件程序可能导致机床碰撞或故障。生成的工件程序必须经由具有丰富经验的机床编程人员检查
后方可使用。运行前应先检查所有程序，并在第一次运行时以低进给率执行。
XR20-W回转轴校准装置的设计旨在用于测试机床。因此，用户需根据要求准备和运行驱动机床的工件程序。请勿旋转主轴。
本手册假定用户完全熟悉机床及其控制器的操作，并知道所有急停开关所在位置。同时，如果需要在防护罩移除或任何安全功
能停用的情况下操作机床，操作者有责任确保根据机床制造商的操作说明或相关操作规定来采取其他的安全措施。安全程序应
该根据用户的风险评估制定。
XR20-W装置与雷尼绍激光系统配合使用。使用激光系统前，请阅读《激光测量系统手册》中的“安全须知”一节。
在激光系统旋转时，XR20-W可在空间内反射激光系统发出的激光束。请考虑在此区域工作的其他用户。
如果设备使用方式与制造商要求的方式不符，设备提供的保护功能可能会减弱。
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入门
要完成回转轴的“摆动轴转台测量”校准，须按顺序执行几个步骤，总结如下：
1 设定硬件
确定要移动的回转轴和线性轴，然后安装并调整硬件准直。
设定
硬件
2 测量“设定”参数
使用XR20-W和激光进行测量，计算被测回转轴旋转中心(C.O.R.)和XR20-W旋转中心(C.O.R.)之间的
偏置值。
设定
软件
3 生成NC程序
使用摆动轴转台测量软件生成机床的工件程序。
设定
软件
4 采集回转轴数据
使用RotaryXL和XR20-W测量回转轴的性能。
设定
软件
5 采集角度数据
使用LaserXL和XL-80测量线性轴的性能。
设定
软件
6 获得轴分析结果
使用摆动轴转台测量软件，根据检测到的回转轴结果（第4步）消除线性轴产生的任何角度误差（第5
步）。这将为回转轴提供“纯回转轴误差”的结果。
设定
软件
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软件安装
本节介绍如何在计算机上安装摆动轴转台测量软件。
在安装前，请检查计算机（包括操作系统）是否符合最低规格要求。
安装摆动轴转台测量软件
访问摆动轴转台测量软件
1. 开启计算机电源，等待它启动进入Windows，然后将光盘插入光驱。索引将立即自动运行。如果索引无法自动运行，
请从计算机任务栏中选择
开始>运行
，进入“运行”对话框。点击“浏览”按钮，通过“浏览”对话框找到安装光盘
上的Index.htm文件。双击Index.htm。
2. 选择“安装摆动轴转台测量软件”，开始软件安装过程。
3. 向导显示一系列对话框，自动引导您逐步完成安装过程。按照每个屏幕上的指示操作，并点击“下一步”，转至下一
步。点击“取消”将退出安装程序。
1. 要访问摆动轴转台测量软件，请选择
开始>所有程序
，然后浏览找到该软件。
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设定硬件
警告：在固定XR20-W或干涉镜前，请将机床移至组件最接近的位置。所有设定和准直均应在此位置执行，以避免运行测
试时可能发生的碰撞。
安装XR20-W
有关不同机床类型光学镜组配置的详细信息，请参阅光学镜组设定一节。务必确保被测轴与XR20-W的轴保持平行。
被测轴与XR20-W的轴的平行度受两个因素控制：
XR20-W90度支架安装（雷尼绍附件）
雷尼绍为摆动轴转台测试期间的安装需求提供解决方案。该方案具有一个精密加工的90度支架，确保其制造公差符合“摆动轴
转台测量”的要求。可通过组件中包括的磁力表座将支架安装到机床上，也可通过支架中的固定孔直接将支架安装到机床上。
该支架还有助于解决在如下所示的耳轴（摇篮）式机床上进行“轴上”安装时遇到的困难。
1. XR20-W任何安装支架的设计与公差。提供定制的XR20-W90度支架，可满足与这一类型的测量相关的安装要求。
2. 与被测轴相关的支架准直。
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1.确定将支架安装到被测机床的最合适的方法。将三个磁
性组件安装到支架底座上，或找到所需的紧固件和T型螺
母以适合机床规格要求（如果需要）。
2.仅将支架安装到机床上。支架固定到机床上之后，将
XR20-W外径上的红色球与支架上相配的红色球对准。
3.要确保支架准直正确无误，最好使用“数字指示
器”(DTI)测量并最大限度地减少安装面与线性轴的偏
离，如下图所示。
为尽量减小与准直偏差相关的测试误差，应确保支架两侧
（从A至B）和支架装配面下方（从B至C）的DTI读数小于
60µm。
4.使用提供的紧固件和工具将XR20-W安装到支架上，确
保均匀就位并与装配面齐平。
注：支架的外侧面同样适合安装XR20-W，但需使用更长
的紧固件（未提供）以便完成安装。
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对于不适合使用安装支架的情形，请参考附录A：安装硬件设计中的支架设计要求和制造商要求。在某些情况下，由于支架设
计时几何形状的不准确或安装设定的原因，可能无法达到这一安装公差。随着测量轴和XR20-W轴之间平行度误差的增
加，XR20-W测量产生的误差也随之增加。下表说明特定平行度公差会产生的XR20-W测量误差。注：根据此误差的符号，轴
测量结果可能比实际情况更差或更好。
安装干涉镜
有关不同机床类型光学镜组配置的详细信息，请参阅光学镜组设定一节。
根据被测机床类型的要求，将磁力表座/支柱/干涉镜安装到主轴/机床工作台上。为获得最佳的测量精度，请确保尽可能以最少
的加长杆稳固安装干涉镜。
光学镜组准直
这样就完成了光学镜组准直程序。
1. 如上节所述，根据标称值定位XL-80、XR20-W和干涉镜。
2. 将气泡水平仪放在激光系统上，并调整三脚架确保其保持水平。
3. 将回转轴与线性轴移至XR20-W最接近干涉镜的位置。
4. 根据需要调整组件与轴的位置，以确保不会发生碰撞。
5. 在整个行程范围内将激光系统对准线性轴，以进行测试设定。
6. 保持平面镜对着干涉镜的表面并旋转干涉镜，使光束反射回激光系统的输出孔。注：这时激光系统可能发生不稳现象。
7. 在线性轴上重新检查准直情况，并平移XL-80或干涉镜，修正前一个步骤产生的任何准直偏差。
8. 将回转轴固定至旋转行程的一个末端，运行测试。
9. 移动线性轴，以使干涉镜与XR20-W呈一直线，并检查是否达到最大信号强度。
10. 将机床移至行程的另一末端进行测试设定，然后重复上述两个步骤。
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设定软件
摆动轴转台测量软件允许用户针对所需的旋转与线性测试生成工件程序，以完成摆动轴转台测试程序。旋转测试工件程序将同
步旋转与线性位置移动，避免光束在移动时中断。
以下为生成工件程序的步骤：
1.生成测试设定
使用RotaryXL定义被测轴的测试设定及触发设定，并保存.RTA文件。关于如何完成此操作的详细信息，请参阅RotaryXL帮助
文件。
1.在摆动轴转台测量软件的“测试设定”选项卡中，使用“加载从RotaryXL生
成的RTA文件”按钮导入文件。所有测试设定现在应显示在“RotaryXL测试设
定”窗口中。
2.选择要测试的回转轴，以及要同步的线性轴。注：这些数值将会根据存储在
RTA文件中的数值，通过软件自动填入，不过在生成工件程序前应该先行检
查。
3.输入合适的延时及移动时间。注：移动时间为完成各角度步骤的用时（以秒
为单位）。（可能需要考虑90°的移动，以判定移动时间的实际值。）
2.定义CNC参数
在软件的“CNC控制器”选项卡中：
1.选择合适的CNC控制器。
2.选择合适的测量模式。
3.计算偏置值
偏置是指回转轴旋转中心与XR20-W旋转中心(C.O.R.)之间的距离。该值必须正确计算，以便机床程序正确同步回转轴与线性
轴的移动。
警告：错误计算偏置值可能导致机床碰撞。
1. 使用RotaryXL生成说明测试设定的RTA文件
2. 定义CNC控制器参数
3. 计算XR20-W旋转中心与回转轴旋转中心之间的偏置值
4. 生成程序
5. 采集数据
6. 获得轴分析结果
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计算偏置值的过程依赖于将机床移至三个位置，并确保各位置的激光光学镜组准直。在可能的情况下，为获得最准确的偏置计
算结果，应使用平行于线性轴行程的两个位置和大约位于中间行程的第三个位置进行计算。位置顺序在以下过程中并不重要，
但对于采集三个位置的所有数据来说至关重要。记录机床控制器位置时务必小心，确保运行程序时所使用的工件坐标系与记录
各机床控制器位置值时使用的工件坐标系相同。
下表显示了偏置值计算的理想设定。
1.将机床移至干涉镜与XR20-W名义上最接近的位置。（如下图所示。
）
2.平移线性轴，使信号强度达到最大。
3.手动记录机床的回转轴和线性轴位置，并输入至“计算偏置值”选项
卡的“位置1”。
4.将机床回转轴移至另外两个位置*，重新建立激光系统准直并使信号强
度达到最大，然后在各位置记录线性轴与回转轴位置。接着在“计算偏
置值”选项卡中输入线性轴与回转轴位置（位置2和3）。
*注：为获得最准确的偏置计算结果，另两个位置应尽可能接近180度的
相对位置。
5.使用“计算偏置值”按钮完成偏置值计算。
6.检查生成的数值相对于硬件设定是否合理（使用测量卷尺进行大致检
查或用“视线”就能够发现任何粗略误差）。
注：如果您使用已知的标准化硬件设定重复进行标准测试，则可输入（或重新调用）先前测量的线性与角度位置计算偏置值。
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4.生成程序
在“工件程序”选项卡中：
1.将程序号插入“程序号”字段。注：回转轴程序与线性轴程序之间应使用不
同的程序号。
2.选择合适的程序选项。
选中“不含注解”，生成无注解的单纯G代码程序
3.点击“生成CNC工件程序”按钮。
4.选中程序后，点击“保存CNC工件程序”将工件程序保存至光盘。
“仅线性轴”程序的生成方式同上述程序，但用户应确定在第2步中选中“不含回转轴”复选框。
5.采集数据
1.使用RotaryXL执行回转轴测量。
2.以描述性标题保存回转轴测量的数据。
3.使用摆动轴转台测量软件生成用于线性轴测量的.RTA文件。注：这些目
标必须用于线性轴测量。
4.使用角度光学镜组与前述步骤生成的.RTA文件，运行LaserXL以采集线性
轴，步骤如下：
点击
文件
>
打开
。浏览找到.RTA文件，然后点击
采集
>
开始
。
5.以描述性标题保存线性轴测量的数据。
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附录A：安装硬件设计
要确保准确测量，务必将XR20-W安装到机床上，以使XR20-W设备轴与被测回转轴保持平行。摆动轴转台测量的要求在以下
方面与传统的“中心”测量相同，其目的为：
使产生的误差小于±1角秒。确保角度准直偏差E<0.025°（或在距被测机床旋转中心的半径为50mm打表时，示值误差<
0.04mm）。
要使产生的误差小于±10角秒，请确保E<0.23°（或在距被测机床旋转中心的半径为50mm打表时，示值误差<0.4
mm）。
下图指定要求的垂直度公差可使测量精度达到±1角秒（通过硬件设计来实现更为实际）。*
*注：这并未考虑到因消除线性轴的角度误差所造成的任何数学误差，只有测试的回转轴部分的结果。
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