五軸聯(lián)動加工中心作為高端制造的核心裝備，其旋轉(zhuǎn)軸（A/C軸）的精度直接影響復雜曲面加工質(zhì)量。傳統(tǒng)檢測方法因光路遮擋、讀數(shù)困難等問題難以實現(xiàn)全行程測量，而激光干涉儀憑借其高精度、抗干擾能力強的特性，成為旋轉(zhuǎn)軸精度檢測的首選工具。本文結(jié)合行業(yè)實踐，系統(tǒng)闡述激光干涉儀在五軸機床旋轉(zhuǎn)軸檢測中的應用方法。
五軸機床的A軸（擺軸）通常在±90°范圍內(nèi)擺動，C軸（轉(zhuǎn)臺）實現(xiàn)360°回轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)檢測方案中，當A軸擺動至+30°至+90°區(qū)間時，工作臺會遮擋測量光路，導致檢測中斷。而激光干涉儀通過雙頻穩(wěn)頻技術(shù)（波長穩(wěn)定性達±0.05ppm）和抗干擾設(shè)計，可有效克服車間環(huán)境中的振動、溫度波動等因素，實現(xiàn)全行程連續(xù)測量。例如，德國HERMLE五軸加工中心采用ML10型激光干涉儀配合0.5″雙軸自準直儀，成功完成A軸-90°至+90°全行程檢測，定位精度從8.7″提升至4.2″。
針對A軸檢測，需設(shè)計可轉(zhuǎn)角反射鏡光路：將反射鏡通過磁性表座固定于主軸，自準直儀安裝于激光干涉儀三腳架，通過90°轉(zhuǎn)向光路避開工作臺遮擋。以正24面棱體為角度基準，激光干涉儀同時作為自準直儀的快速找像工具。不同機型需定制特制夾具，例如哈默五軸機床需將夾具偏心量控制在0.02mm以內(nèi)，確保棱體安裝精度。
采用“三步對光法”實現(xiàn)高效調(diào)整：
粗調(diào)：卷尺測量激光干涉儀出光孔與自準直儀物鏡中心距離（約130mm），降低三腳架高度使物鏡中心對準原出光孔位置；
精調(diào)：微動自準直儀尋找通過反射鏡和棱體反射的“飛機像”，調(diào)整激光頭俯仰/左右位置使反射光入射；
優(yōu)化：通過激光三腳架升降和平移，使視場內(nèi)反射像亮度最大，完成光路對準。
此方法將傳統(tǒng)數(shù)小時的調(diào)整時間縮短至30分鐘內(nèi)。
以15°為間隔，從-90°至+90°往返測量5次，記錄定位誤差、重復精度等參數(shù)。依據(jù)VDI/DGQ3441標準評定結(jié)果后，通過控制系統(tǒng)PLC輸入補償值。例如，西門子840D系統(tǒng)需修改A軸補償文件（a-chse），F(xiàn)anuc系統(tǒng)則通過參數(shù)3620-3623調(diào)整螺距誤差。補償后A軸重復精度可從1.5″優(yōu)化至1.2″。
五軸聯(lián)動精度需驗證旋轉(zhuǎn)軸與主軸的軸線交點誤差。對于雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)，可通過銑削豎直面并測量180°位置差異計算偏心量；對于擺頭結(jié)構(gòu)，則通過銑削水平面并測量±90°位置高度差確定軸線交點。實測數(shù)據(jù)顯示，某雙擺頭機床經(jīng)激光干涉儀檢測后，B軸與主軸偏心量從0.12mm修正至0.03mm，顯著提升加工球形面的圓度誤差。
雷尼紹SJ6000激光干涉儀已實現(xiàn)角度測量精度±1″、分辨力0.1″，配合無線藍牙傳輸模塊，可實時監(jiān)控旋轉(zhuǎn)軸動態(tài)誤差。未來，隨著AI算法與激光干涉儀的深度融合，五軸機床的精度補償將向智能化、實時化方向發(fā)展，為航空葉片、醫(yī)療器械等精密制造提供更可靠的保障。
激光干涉儀不僅是五軸機床精度檢測的“標尺”，更是推動高端裝備向納米級精度邁進的核心技術(shù)。通過標準化檢測流程與個性化補償方案，企業(yè)可顯著提升機床加工穩(wěn)定性，為全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級注入強勁動力。
