大型數(shù)控機床精度檢測的探討

冬煦

摘 要：文章著重分析了數(shù)控機床的精確性分析的意義，簡要的介紹了其使用頻率較高的精確性規(guī)定和一般的檢測措施，而且講述了優(yōu)秀的檢測措施以及設備和大規(guī)模的設備檢測特征等內(nèi)容。

關鍵詞：大型數(shù)控機床；機床精度；檢測

1 精確性規(guī)定和日常使用的檢測措施

1.1 對于幾何的精確性界定

其體現(xiàn)了設備的一些重要零件的精確性和裝配的品質，它的該項檢測和一般的設備是一樣的，而且用到的測量設備和措施等也大致一樣，唯一有區(qū)別的是檢測規(guī)定比較多，使用的設備是非常精確的水平儀，直角尺、精密方箱、平行光管、千分尺、測微儀等。以往的監(jiān)測措施多是按照手工的措施來分析，由于其是通過手工的方式來記載，很顯然它的精確性就不是很高，通常適合用到一般意義上的一些設備。

1.2 對于方位精確性的分析

指機床各坐標軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下運動所能達到的位置精度，包括定位精度、重復定位精度、微量位移精度、反向間隙等，傳統(tǒng)檢測方法采用金屬線紋尺或步距規(guī)、電子測微計、準直儀等。如果設備的尺寸比較的大的話，它對應的物件的重量就很高，而且它的精確性不高，容易被周圍的環(huán)境等干擾，而且重復性也不好，所以不適合用到我們文章中提到的這種設備中。

1.3 對于工作精確性的分析

它是說在切削的狀態(tài)中，對設備的上述兩項要素展開的一項全面的分析，通常涵蓋兩類，一類是單項的，另一類是全面的。過去的措施中是使用鑄鐵等， 硬質合金刀具，圓度儀及三坐標測量機做試件的“圓形-菱形-方形”精度檢驗，它不能夠分析設備全部的特征，因為“圓形-菱形-方形”試驗的切削運動只在X-Y平面上進行。

2 關于其優(yōu)秀的檢測措施

2.1 ML10激光干涉儀

由于激光有著非常安穩(wěn)的波長，所以，在目前的世界標準中，它是僅有的被認定為可以開展該項設備檢測活動的裝置，它能夠檢測多種大小的設備，它的精確性比以前的措施要高出十倍之多，它能夠自行的獲取信息。它的前提是PC機，此時不需要手工運算，使用世界標準和我們的標準來開展運算，此種措施不但節(jié)約了時間，同時還能夠避免失誤發(fā)生。

雷尼紹ML10激光干涉儀精密度高，不但它的測量領域非常寬，而且速率很高，除此之外還有非常優(yōu)秀的分辨率，比較的適合攜帶。例如，某廠采用ML10激光干涉儀、直線度光學鏡來對大型數(shù)控機床幾何精度進行檢測，能夠使用自動信息來運算，不僅精確性好，而且測定的領域也非常的寬泛 。

用雷尼紹ML10、線性光學鏡來對大型數(shù)控機床的位置精度進行測量時，使用這種設備不但可以分析設備的失誤情況，還可以自行的對發(fā)生的問題進行處理。用ML10、角度光學鏡，加上RX10轉臺基準對大型數(shù)控機床上數(shù)控回轉工作臺的分度定位精度、重復分度定位精度進行測量時，可以對任意角度位置，以任意角度間隔進行全自動測量，其精度達1弧秒。

2.2 QC10球桿儀

在數(shù)控機床精度檢測中，QC10球桿儀和ML10激光干涉儀是兩種互為輔助的儀器，哪一個都不能缺少，上述第一種設備關鍵是分析機器的精確性問題，這個設備是用來分析機器不具有精確性的要素以及分析其發(fā)生的問題等。

雷尼紹QC10球桿儀由一個安裝在可伸縮的纖維桿內(nèi)的高精度位移傳感器構成，該傳感器包括兩個線圈和一個可移動的內(nèi)桿。當長度變化時，內(nèi)桿移入線圈，感應系數(shù)發(fā)生變化，檢測電路將電感信號轉變成分辯率為0.1μm位移信號，通過接口傳入PC機，其精度經(jīng)激光干涉儀檢測可達±0.5μm。當機床按預定編寫的程序以球桿儀長度為半徑走圓時，QC10傳感器檢測到機床運動時半徑方向變化，QC10分析軟件可迅速將數(shù)控機床的直線度等從半徑變化中分離出來。

3 關于大規(guī)模設備驗收的分析

針對那些綜合化的大規(guī)模的設備來說，除了使用上面講到的優(yōu)秀的檢測措施以及設備等之外，還要認真的分析如下的要素：

3.1 定位精度的檢測

檢測進口大型數(shù)控機床定位精度常用的標準有德國VD I/DGQ3441 標準和美國AMT 標準，這兩個標準測量數(shù)據(jù)的整理均采用數(shù)理統(tǒng)計法，即沿平行于坐標軸的某一測量軸線選取任意幾個定位點，進而對所有的點多次的開展測定，最終對信息展開全面的分析，得到均數(shù)，以及偏差和分散范圍，分散范圍代表重復定位精度，它和平均值偏差一起構成定位精度。因為被測定的方位是不一樣的，所以它的精確性的線性允差給定方式不是單一的，是有一定的差異的。

3.2 針對負荷運行開展的測試

負荷試驗是檢驗數(shù)控機床是否達到設計規(guī)定的承載能力及在負荷狀下各機構工作是否正常，它活動的穩(wěn)定性和精確性等是不是可以達到規(guī)定的一個非常關鍵的方法，針對那些分散后運送使用者處的大規(guī)模的設備來講，最后的驗收的時候要認真的開展該項活動。由于再次安裝以及前期驗收等活動的外在氛圍不一樣，前期測試達標并不代表著最后的是達標的。結合相關的要求，在開展該項活動以前和后續(xù)的時候都要分析幾何精確性，工作精度試驗亦可放在負荷試驗后進行，它的意義是為了對設備開展全面的分析，為前述數(shù)控龍門銑床，其負荷試驗是在極限狀態(tài)下進行的，滑枕伸出1m，功率達120kW。

3.3 床身導軌縱向直線度的調(diào)整

大型數(shù)控機床，如數(shù)控龍門銑床等，它的長度長，而且是組合得到的。其床身導軌在垂直平面內(nèi)直線度的調(diào)整，一般都按機床精度檢驗標準規(guī)定調(diào)整中凸曲線。把導軌人為地調(diào)整成中凸形狀，其實質是一種用預載產(chǎn)生的預應力，抵抗工作臺的重力及切削加工產(chǎn)生的垂直切削分力，使工作臺在切削過程中處于水平狀態(tài)，確保加工工作合理進行。一般來講，這些設備放置在溫度持續(xù)的空間中，假如按照上述說的調(diào)節(jié)為中凸的狀態(tài)的話，在運行的時候是不會發(fā)生不利現(xiàn)象的，不過如果安裝在平時的溫度中的話，如環(huán)境溫度為0～ 50℃或5～10℃時，設備的上方以及下部存在非常顯著的溫度的差異。在夏天的時候，其上方的氣溫非常高，而下方的自然不是很高。溫度差t1-t2使上表面伸長大于下表面，呈上拱形狀。在冬天的時候就是完全反過來的，由于t2-t1溫度差存在，下層的收縮會高過上層的，以下?lián)系臓顟B(tài)體現(xiàn)出來。

要想合理的因對因為導軌的溫度差異而帶來的失誤現(xiàn)，可使用數(shù)段成一體的床身，不使用其連接處用螺栓產(chǎn)生塑性變形，使其成為彈性的連接。當外在的氣溫改變的時候，其可以自行的變化，意義是為了確保它的連接地方能夠變成鉸交點。

4 結束語

針對那些大規(guī)模的綜合化的設備的驗收工作來說，不管是提前驗收，亦或是最后的驗收活動，意義都非常的關鍵，其關乎到設備的功效特征以及穩(wěn)定性，同時還對制作的精確性以及全面的制作水平等有著非常深入的影響。在驗收的時候，應該認真地檢查設備的精確性等要素，使用優(yōu)秀的措施和先進的設備等，只有切實的按照上述的內(nèi)容來開展活動，才可以保證設備的功效得以有效的體現(xiàn)出來。

參考文獻

[1]熊軍.數(shù)控機床原理與結構[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[2]韓鴻鸞.數(shù)控機床的結構與維修[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.