大型数控机床精度检测的探讨

冬煦

摘 要：文章着重分析了数控机床的精确性分析的意义，简要的介绍了其使用频率较高的精确性规定和一般的检测措施，而且讲述了优秀的检测措施以及设备和大规模的设备检测特征等内容。

关键词：大型数控机床；机床精度；检测

1 精确性规定和日常使用的检测措施

1.1 对于几何的精确性界定

其体现了设备的一些重要零件的精确性和装配的品质，它的该项检测和一般的设备是一样的，而且用到的测量设备和措施等也大致一样，唯一有区别的是检测规定比较多，使用的设备是非常精确的水平仪，直角尺、精密方箱、平行光管、千分尺、测微仪等。以往的监测措施多是按照手工的措施来分析，由于其是通过手工的方式来记载，很显然它的精确性就不是很高，通常适合用到一般意义上的一些设备。

1.2 对于方位精确性的分析

指机床各坐标轴在数控系统控制下运动所能达到的位置精度，包括定位精度、重复定位精度、微量位移精度、反向间隙等，传统检测方法采用金属线纹尺或步距规、电子测微计、准直仪等。如果设备的尺寸比较的大的话，它对应的物件的重量就很高，而且它的精确性不高，容易被周围的环境等干扰，而且重复性也不好，所以不适合用到我们文章中提到的这种设备中。

1.3 对于工作精确性的分析

它是说在切削的状态中，对设备的上述两项要素展开的一项全面的分析，通常涵盖两类，一类是单项的，另一类是全面的。过去的措施中是使用铸铁等， 硬质合金刀具，圆度仪及三坐标测量机做试件的“圆形-菱形-方形”精度检验，它不能够分析设备全部的特征，因为“圆形-菱形-方形”试验的切削运动只在X-Y平面上进行。

2 关于其优秀的检测措施

2.1 ML10激光干涉仪

由于激光有着非常安稳的波长，所以，在目前的世界标准中，它是仅有的被认定为可以开展该项设备检测活动的装置，它能够检测多种大小的设备，它的精确性比以前的措施要高出十倍之多，它能够自行的获取信息。它的前提是PC机，此时不需要手工运算，使用世界标准和我们的标准来开展运算，此种措施不但节约了时间，同时还能够避免失误发生。

雷尼绍ML10激光干涉仪精密度高，不但它的测量领域非常宽，而且速率很高，除此之外还有非常优秀的分辨率，比较的适合携带。例如，某厂采用ML10激光干涉仪、直线度光学镜来对大型数控机床几何精度进行检测，能够使用自动信息来运算，不仅精确性好，而且测定的领域也非常的宽泛 。

用雷尼绍ML10、线性光学镜来对大型数控机床的位置精度进行测量时，使用这种设备不但可以分析设备的失误情况，还可以自行的对发生的问题进行处理。用ML10、角度光学镜，加上RX10转台基准对大型数控机床上数控回转工作台的分度定位精度、重复分度定位精度进行测量时，可以对任意角度位置，以任意角度间隔进行全自动测量，其精度达1弧秒。

2.2 QC10球杆仪

在数控机床精度检测中，QC10球杆仪和ML10激光干涉仪是两种互为辅助的仪器，哪一个都不能缺少，上述第一种设备关键是分析机器的精确性问题，这个设备是用来分析机器不具有精确性的要素以及分析其发生的问题等。

雷尼绍QC10球杆仪由一个安装在可伸缩的纤维杆内的高精度位移传感器构成，该传感器包括两个线圈和一个可移动的内杆。当长度变化时，内杆移入线圈，感应系数发生变化，检测电路将电感信号转变成分辩率为0.1μm位移信号，通过接口传入PC机，其精度经激光干涉仪检测可达±0.5μm。当机床按预定编写的程序以球杆仪长度为半径走圆时，QC10传感器检测到机床运动时半径方向变化，QC10分析软件可迅速将数控机床的直线度等从半径变化中分离出来。

3 关于大规模设备验收的分析

针对那些综合化的大规模的设备来说，除了使用上面讲到的优秀的检测措施以及设备等之外，还要认真的分析如下的要素：

3.1 定位精度的检测

检测进口大型数控机床定位精度常用的标准有德国VD I/DGQ3441 标准和美国AMT 标准，这两个标准测量数据的整理均采用数理统计法，即沿平行于坐标轴的某一测量轴线选取任意几个定位点，进而对所有的点多次的开展测定，最终对信息展开全面的分析，得到均数，以及偏差和分散范围，分散范围代表重复定位精度，它和平均值偏差一起构成定位精度。因为被测定的方位是不一样的，所以它的精确性的线性允差给定方式不是单一的，是有一定的差异的。

3.2 针对负荷运行开展的测试

负荷试验是检验数控机床是否达到设计规定的承载能力及在负荷状下各机构工作是否正常，它活动的稳定性和精确性等是不是可以达到规定的一个非常关键的方法，针对那些分散后运送使用者处的大规模的设备来讲，最后的验收的时候要认真的开展该项活动。由于再次安装以及前期验收等活动的外在氛围不一样，前期测试达标并不代表着最后的是达标的。结合相关的要求，在开展该项活动以前和后续的时候都要分析几何精确性，工作精度试验亦可放在负荷试验后进行，它的意义是为了对设备开展全面的分析，为前述数控龙门铣床，其负荷试验是在极限状态下进行的，滑枕伸出1m，功率达120kW。

3.3 床身导轨纵向直线度的调整

大型数控机床，如数控龙门铣床等，它的长度长，而且是组合得到的。其床身导轨在垂直平面内直线度的调整，一般都按机床精度检验标准规定调整中凸曲线。把导轨人为地调整成中凸形状，其实质是一种用预载产生的预应力，抵抗工作台的重力及切削加工产生的垂直切削分力，使工作台在切削过程中处于水平状态，确保加工工作合理进行。一般来讲，这些设备放置在温度持续的空间中，假如按照上述说的调节为中凸的状态的话，在运行的时候是不会发生不利现象的，不过如果安装在平时的温度中的话，如环境温度为0～ 50℃或5～10℃时，设备的上方以及下部存在非常显著的温度的差异。在夏天的时候，其上方的气温非常高，而下方的自然不是很高。温度差t1-t2使上表面伸长大于下表面，呈上拱形状。在冬天的时候就是完全反过来的，由于t2-t1温度差存在，下层的收缩会高过上层的，以下挠的状态体现出来。

要想合理的因对因为导轨的温度差异而带来的失误现，可使用数段成一体的床身，不使用其连接处用螺栓产生塑性变形，使其成为弹性的连接。当外在的气温改变的时候，其可以自行的变化，意义是为了确保它的连接地方能够变成铰交点。

4 结束语

针对那些大规模的综合化的设备的验收工作来说，不管是提前验收，亦或是最后的验收活动，意义都非常的关键，其关乎到设备的功效特征以及稳定性，同时还对制作的精确性以及全面的制作水平等有着非常深入的影响。在验收的时候，应该认真地检查设备的精确性等要素，使用优秀的措施和先进的设备等，只有切实的按照上述的内容来开展活动，才可以保证设备的功效得以有效的体现出来。

参考文献

[1]熊军.数控机床原理与结构[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[2]韩鸿鸾.数控机床的结构与维修[M].北京：机械工业出版社，2004.