五軸聯(lián)動(dòng)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(fù)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(shí)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(qiáng)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(shí)踐，系統(tǒng)闡述激光干涉儀在五軸機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸檢測中的應(yīng)用方法。
五軸機(jī)床的A軸（擺軸）通常在±90°范圍內(nèi)擺動(dòng)，C軸（轉(zhuǎn)臺(tái)）實(shí)現(xiàn)360°回轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)檢測方案中，當(dāng)A軸擺動(dòng)至+30°至+90°區(qū)間時(shí)，工作臺(tái)會(huì)遮擋測量光路，導(dǎo)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(dá)±0.05ppm）和抗干擾設(shè)計(jì)，可有效克服車間環(huán)境中的振動(dòng)、溫度波動(dòng)等因素，實(shí)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(zhǔn)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(duì)A軸檢測，需設(shè)計(jì)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(zhǔn)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(tái)遮擋。以正24面棱體為角度基準(zhǔn)，激光干涉儀同時(shí)作為自準(zhǔn)直儀的快速找像工具。不同機(jī)型需定制特制夾具，例如哈默五軸機(jī)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(duì)光法”實(shí)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(zhǔn)直儀物鏡中心距離（約130mm），降低三腳架高度使物鏡中心對(duì)準(zhǔn)原出光孔位置；
精調(diào)：微動(dòng)自準(zhǔn)直儀尋找通過反射鏡和棱體反射的“飛機(jī)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(duì)準(zhǔn)。
此方法將傳統(tǒng)數(shù)小時(shí)的調(diào)整時(shí)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(fù)精度等參數(shù)。依據(jù)VDI/DGQ3441標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定結(jié)果后，通過控制系統(tǒng)PLC輸入補(bǔ)償值。例如，西門子840D系統(tǒng)需修改A軸補(bǔ)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(bǔ)償后A軸重復(fù)精度可從1.5″優(yōu)化至1.2″。
五軸聯(lián)動(dòng)精度需驗(yàn)證旋轉(zhuǎn)軸與主軸的軸線交點(diǎn)誤差。對(duì)于雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，可通過銑削豎直面并測量180°位置差異計(jì)算偏心量；對(duì)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(diǎn)。實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，某雙擺頭機(jī)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(shí)現(xiàn)角度測量精度±1″、分辨力0.1″，配合無線藍(lán)牙傳輸模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)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(jī)床的精度補(bǔ)償將向智能化、實(shí)時(shí)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(jī)床精度檢測的“標(biāo)尺”，更是推動(dòng)高端裝備向納米級(jí)精度邁進(jìn)的核心技術(shù)。通過標(biāo)準(zhǔn)化檢測流程與個(gè)性化補(bǔ)償方案，企業(yè)可顯著提升機(jī)床加工穩(wěn)定性，為全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
