基于数控卧式加工中心精度检测技术分析与研究

徐文城

【摘 要】在经过一段时间的数控卧式加工中心使用后,受到各类应用因素影响,使其发生了一定程度上的改变,尤其是精度的改变.基于此,需要对机床误差进行定期检测,及时发现问题、解决问题,从而实现对机床精度完善.另外,从数控卧式加工中心着手,对精度检测技术在其中的有效应用进行探究和分析. 【期刊名称】《现代制造技术与装备》 【年(卷),期】2019(000)008 【总页数】2页(P200,204) 【关键词】数控卧式;精度;检测 【作 者】徐文城

【作者单位】南京技师学院,南京 210033 【正文语种】中 文

机床本身的基础就是精度，能够对合格产品加工起到决定性作用，因此生产人员需要重视对机床精度的保持。机床主要部件具体性质、相对运动以及相互位置精确程度就是机床精度。机床精度涉及传动精度、定位精度、几何精度以及运动精度等方面内容。

1 检测并分析静态精度

机床几何位置精度在无负载条件下就是静态精度，其内容包括移动部件直线度、基

础结构垂直与互相平行以及回转部件和定位精度跳动等。检测精度环节的首要任务就是对静态精度进行检测，并且机床在常规检查时也可以和静态精度检测同时进行。以四轴数控卧式加工中心为例，其实质就是X、Y、Z与B，这意味着对各轴在运动方向垂直度进行检查；工作台托盘在表面上的跳动；X、Z轴运动方向，工作台表面的平行度，主轴出现跳动的具体情况。常用的监测工具有方尺、偏摆检测仪和检测棒等。

以数控卧式加工中心为例，对静态精度检测进行操作分析。

首先，检测托盘表面平行度、运动方向为X、Z轴方向以及各轴运动方向进行相互垂直。在Y方向的Z轴只限制监督、Z方向的Y直线度等为检测顶点。在Y—Z上放置方尺，并在主轴上固定检测表，依据Z轴运动方向进行主轴跳动；按照Z轴方向将跳动检测表移至到方尺的另一端，并对表中的数值进行有效记录。Z轴直线图如图1所示。 图1 检测Z轴直线

通过图1可以对Z轴运动方向进行Y轴直线度的测量进行有效推断。在完成Z轴和Y轴在Y—Z方向的直线度测量后，就可以对Z轴和Y轴之间的具体垂直度进行有效判断。旋转托盘至直角90°时，对沿着Y方向X轴和在X方向Y轴直线度进行有效测量，通过两者对比，确定X—Y轴的垂直度；旋转托盘至180°时，对Z轴在Y方向的直线度运用同种方式进行测量，之后将之前所测量出的Z轴直线度进行有效对比，从而对托盘和运动表面在Z轴方向的平行度进行测量；旋转托盘至270°时，对X轴在Y方向的直线度运用同等方法进行测量，之后与之前测量出来的X轴直线度进行有效对比，进而确定托盘和运动表面在Z轴方向的平行度，也可对Z—X方向上与X—Z方向的直线度进行有效策略，最终明确得到X—Z轴的垂直度。在对各轴进行直线度检测后，对直线度存在的偏差进行有效分析，从而对任意两轴具体垂直度进行明确，这也是最为常用的实际测量方法。

其次，在托盘上防止测量块，并在零度位置当值托盘在主轴上时，运用检测连接杆对偏摆检测仪进行进一步明确，将测量块和测量端触头进行相应接触。在主轴上安装检测棒，并在检测棒距离30mm处进行跳动检测接触，用缓慢速度在归零后进行主轴选择，并对读数进行记录；当检测表距离主轴250mm处，对读数运用相同方式进行记录；旋转检测表到180°时，对上述测试进行重复，之后对同一位置平均值进行明确计算。

最后，在托盘上固定跳动检测表，在主轴上安装检测棒，并将检测棒的下母线与其检测触头进行相应接触；沿着Z轴方向使主轴用手轮控制其进行移动，对跳动表上数值进行有效记录，同时也要记录检测棒侧母线和表的触头接触数值。静态精度存在误差的原因有以下几种：第一，导轨直线度因为机床引发的磨损出现变化；第二，导轨面因为机床床身地脚螺栓出现松动引发导轨面变形；第三，机床床身因为安装地基沉降问题出现变形。而针对上述问题的有效解决措施是将机床所有的导轨防护板打开，并检查地脚螺栓松动与否。导轨表面磨损均匀与否也要进行检查；T形机床在用螺栓连接后，需要对两床身定位销和连接螺栓的松动问题进行检查。 导轨面水平与否可以运用水平仪进行检查，并对水平进行良好调整；检查加工中心主轴箱导轨，调整Y轴垂直度，并检查垂直与否。在对床身垂直度和导轨水平进行有效调整时，需要确保垂直度与相关规范政策要求相符合，或者对地脚螺栓及时紧固至水平。一旦机床导轨面垂直度出现问题，就需要对导轨进行重新修磨，直到导轨面垂直度符合施工规范要求才能结束。 2 检测并分析定位精度

激光干涉仪是检测定位精度的常用设备，用线性分光镜将激光器激发出的光束在扩束准直后分为两路，其一是反射回来的光束是由固定反射镜反射而出；另一个光束则是从可动反射镜反射而出，之后在现行分光镜中汇集，从而出现干涉条纹。在移动可动反射镜时，通过接收装置将干涉条纹光强变化转换为电脉冲信号，并用计算

机对输入经过整形放大后的信号进而计算出N；并通过相应公式来计算可动反射镜位移量。在使用激光干涉仪时需要确保周围大气稳定，这是因为直流电平会因为任一空气流使其发生变化，进而对测量结果准确性产生影响。

一旦机床各轴的定位精度不符合标准要求，或者重复定位精度不符合标准规范要求时，就需要加大排查力度，需要排查的方面有过大的滑动尺和光栅尺固定尺间隙、螺栓松动光栅尺定位紧固、光栅尺较为肮脏、光栅尺出现变形、安装座螺栓在滚珠丝杆中发生松动以及滚珠丝杆磨损缝隙过大。在对机床导轨防护板打开后需要做到检查有对安装光栅罗山的松动与否进行检查、对光栅表面用电器清洗剂进行清洁、确保螺栓紧固、对光栅尺运用千分表调整导轨的平行度；对滚珠丝杆座螺栓进行松动检查，确保其紧固性；并检查其异常磨损，针对这一问题需要对滚珠丝杆进行及时更换，对机床没有异常磨损情况下调整丝杆反省间隙补偿参数。 3 结语

对数控机床精度的周期性检测，从而对机床关键零部件螺距、几何形状差误以及反向间隙等进行控制，使生产使用机床的定位精度、几何精度以及运动精度得到有效提高，在对机床调整方法和检查技术熟练掌握基础上实现数控机床良好使用，对零件加工质量进行改善，在有效降低废品率的同时，延长机床使用寿命。 参考文献

【相关文献】

[1]张立新，黄玉美，杨新刚，等.基于直驱电机的旋转轴精度检测系统的研究与实现[J].仪器仪表学报，2008，（1）：84-88.

[2]杨新刚，黄玉美，高峰，等.一种周向精度检测系统的误差分析及修正算法[J].机械科学与技术，2011，（8）：1370-1375.