無線球桿儀是數控機床（CNC）動態精度檢測的核心工具，通過測量兩軸聯動形成的圓軌跡與標準軌跡的偏差，快速診斷幾何誤差、動態誤差及間隙誤差，為機床調試、補償及預防性維護提供數據支持。其核心部件為高精度伸縮式線性傳感器，兩端各有一個精密球，通過磁力碗座分別固定在機床主軸和工作臺上。當機床按預設圓軌跡運行時，傳感器實時采集實際軌跡數據，并與標準軌跡對比，分析誤差類型（如反向間隙、垂直度、伺服不匹配等）及幅值。無線設計通過藍牙傳輸數據，避免線纜干擾，支持在防護門關閉狀態下操作，提升安全性與便捷性。
一、準備工作
檢查設備：
確認無線球桿儀主機、磁力吸座、標準桿（可伸縮/固定長度）、適配器等配件齊全。
檢查電池電量：確保主機和接收器（或基站）電量充足。無線系統通常采用可充電鋰電池。
檢查球頭：確認兩端的精密球頭無損傷、無污物。
環境準備：
機床處于關機狀態。
清潔機床工作臺和主軸錐孔，確保無油污、切屑。
確保測試環境溫度穩定（避免陽光直射、空調風口），減少熱變形影響。
選擇測試平面和長度：
根據機床結構和診斷需求，確定測試平面：
XY平面（z常用）
YZ平面
XZ平面
選擇合適的標準桿長度（常見為100mm,150mm,300mm）。長度應接近被測軸行程的1/3-1/2，且能避開機床干涉。
二、安裝球桿儀
安裝固定端（Base End）：
將磁力吸座牢固地吸附在機床工作臺上。
將標準桿的固定端球頭裝入磁力吸座的萬向節中，確保連接穩固。
安裝移動端（Spindle End）：
將配套的主軸適配器（如BT40,BT50,CAT等）裝入機床主軸并夾緊。
將標準桿的移動端球頭裝入主軸適配器的萬向節中，確保連接穩固。
調整初始位置：
手動移動機床，使球桿儀大致處于拉伸狀態（預加載）。
調整磁力吸座位置，使兩端球頭對齊，標準桿基本與坐標軸平行。
鎖緊磁力吸座。
三、連接與校準
開啟設備：
打開無線球桿儀主機電源。
打開電腦上的專用分析軟件，并啟動無線接收模塊（如果獨立）。
建立無線連接：
在軟件中搜索并連接到球桿儀主機（通常通過藍牙或專用2.4GHz無線協議）。
確認連接成功，軟件顯示實時讀數。
零點校準(Zeroing)：
在軟件中執行“零點校準”或“歸零”功能。
此時軟件將當前桿長設為基準長度（0位），消除初始安裝誤差。
四、編程與運行測試
設置測試參數：
在軟件中選擇測試類型：通常為圓測試（Circularity Test）。
設置測試方向：順時針（CW）或逆時針（CCW），建議都測試。
設置進給速度（Feed Rate）：根據機床性能和標準（如ISO 230-4），通常選擇中等速度（如500-1000 mm/min）。速度不宜過快以免失步。
設置測試半徑：即球桿儀的有效測量半徑（標準桿長度±預加載量）。
生成并傳輸G代碼：
軟件會自動生成標準的圓弧插補G代碼程序（如G02 X...Y...I...J...F...）。
通過U盤、RS232或網絡將G代碼程序傳送到機床CNC系統。
運行測試：
將機床切換到自動運行模式。
調用并運行傳輸的G代碼程序。
機床將按指令在選定平面內執行一個完整的圓周運動。
無線球桿儀實時測量桿長的微小變化（μm級），并通過無線方式將數據傳輸到電腦軟件。
五、數據采集與分析
數據記錄：
軟件實時繪制出實際運動軌跡圖（通常顯示為一個變形的圓）。
測試完成后，軟件自動保存數據。
結果分析：
觀察軌跡圖：根據軌跡的形狀判斷主要誤差類型：
橢圓（長軸在45°）：伺服增益不匹配。
啞鈴形：反向間隙過大。
偏心圓：標尺誤差或伺服滯后。
不規則變形：導軌直線度、垂直度問題或機械松動。
查看量化數據：軟件會計算總圓度誤差（Total Circular Deviation）、各象限誤差、反向間隙值等。
對比標準：根據ISO 230-4或其他行業標準評估機床精度等級。
六、拆卸與收尾
拆卸：
測試完成后，先取下主軸端的適配器。
松開磁力吸座，取下固定端。
小心收好所有部件。
關機：
關閉球桿儀主機和接收器電源。
關閉分析軟件。
報告生成：
使用軟件生成標準化的測試報告，包含軌跡圖、數據表格、結論等，用于存檔或維修參考。
更新時間：2025-10-22
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三坐標測量儀
