1.激光補償

一．導言

數控機床（包括加工中心、車削中心、電加工機床等各種類型的數控機床） 是現代機械加工行業中最重要的設備。數控機床自動化程度高，精度高，大量應用於復雜零件、高精度零件及批量零件的加工。數控機床出廠前必須進行三大類型檢 查，即幾何精度、定位精度和切削精度。幾何精度一般使用各種量具進行檢測，而定位精度必須使用激光機進行檢測。目前我國數控機床位置精度檢驗采用的是國傢 標準“GB/T 17421.2-2000”《機床檢驗通則第2部分：數控軸線的定位精度和重復定位精度的確定》，該標準完全等同於國際標準 “ISO230-2：1997”。

二．數控機床位置誤差的補償

數控機床在裝配完成後，其定位精度一般是達不到出廠標準要求的，靠提高零件加工精度，或者提高裝配質量來保證機床精度，將極大地增加制造成本。而使用數控系統的“螺距誤差補償”功能，對數控機床的誤差進行補償，是一種即有效又經濟的方法。

三．數控系統螺距補償的基本原理

數控系統螺距補償的基本原理可以概括為一句話“反其道而行之：你進我退；你退我進！”，也就是說，機床多走多少，數控系統就讓機床少走多少；反之，機床少走多少，數控系統就讓機床多走多少。

第 一步用激光測量機測出機床的位置誤差規律（激光測量機的精度高於1ppm/百萬分之一）；第二步用數控系統的“螺距誤差補償”功能，對數控機床的誤差進行 補償（輸入數控系統“螺距誤差補償”的相關參數）；第三步用激光測量機測量機床的位置誤差規律，看其是補償後是否達到瞭技術指標的規定。

四．數控系統螺距補償的各種方法

線性補償法：用激光測量機測出機床全行程的總誤差，然後輸入數控系統相關參數，其輸入值對 應於用激光測量機測出的機床全行程的總誤差。機床移動時，把全行程分成若乾相等距離，再將總誤差平分成相等份數，分配到全行程的每一段行程上。這種方法比 較簡單，隻能保證全行程的精度，無法補償機床全行程上各點的隨機誤差。早期數控機床采取這種補償方法，目前，已很少有數控系統采取這種方法。

逐點補償法：根據機床行程的大小，將全行程分成若乾等距離，用激光測量機測出各段距離實際的誤差值，再將各個誤差值輸入到數控系統對應的補償參數中。

逐點補償法根據其原理分類可以分為幾種不同的方法，：

1．  按誤差值類型可以分為增量誤差值補償和絕對誤差值補償。

增量誤差值補償是將相鄰點之間誤差的差值輸入到數控系統對應的補償參數中。這種方法需要計算出相鄰點之間誤差的差值，比較麻煩。

而采用絕對誤差值補償方法，可以直接將各點的誤差值輸入到數控系統對應的補償參數中，不用計算相鄰點之間誤差的差值，比較簡單。

2．  按補償方向可以分為單向誤差值補償和雙向誤差值補償。

單 向誤差值補償在數控系統補償參數中隻有一組補償參數，數控機床要求用激光測量機測出機床正負兩個方向的誤差值，在實際補償操作中可以采用三種方式，使用正 方向的誤差值；使用負方向的誤差值；使用正負方向的誤差值平均值。使用哪種方式，操作者可以依據具體情況靈活掌握。建議采用正負方向的誤差值平均值進行補 償，可以兼顧正負兩個方向的誤差補償。

雙向誤差值補償要求數控系統的“螺距誤差補償”功能設置正負兩組誤差補償參數，可以將機床正負移動誤 差分別寫入到相應的參數組中。這種雙向誤差值補償的方法可以較好地提高機床的位置精度，是一種比較先進的技術，特別是當機床正負移動兩個方向的誤差規律相 差較大時，可以取得很好的補償效果。

五．數控機床何時需要進行激光檢測和補償

1．  新制造的數控機床出廠前及在使用現場安裝調試驗收時。

2．  數控機床加工的零件精度達不到要求時。

3．  數控機床出現故障相關的零部件更換時（如軸承、導軌、絲杠、進給電機等）。

4．  數控機床大修後。

5．  數控機床管理部門依據數控機床設備管理條例的要求，定期對數控機床進行激光檢測和補償。

2.激光檢測

激光檢測主要是運用激光乾涉機來對機床的直線軸、圓度等數據進行精度檢測，檢測過程要根據客戶對設備進行激光檢測的程序設定，來進行定位測量。

車床的主軸、溜板、絲杠等部件的正確調整，對保證工件的加工質量起著十分關鍵的作用。
    1．主軸軸承間隙的調整
    CA6140車床的主軸部件，車床主軸支承對主軸的回轉精度和剛度影響很大。
    主軸軸承的徑向間隙過大，會使主軸跳動，車出的工件產生橢圓、棱圓或波紋等；間隙過小在高速時會使主軸發熱而損壞。所以主軸軸承要定期進行調整。調整前軸承時，加工中心先 擰松軸承右端的螺母8、螺母4上的緊定螺釘5，然後擰緊左端螺母4使雙列圓柱滾子軸承7的內圈相對於主軸錐麵做軸向移動，因為軸承內圈很薄，而且內孔與主 軸錐麵都具有1；12的錐度，因此，內圈在軸向移動的同時做徑向彈性膨脹，實現調整徑向間隙或預緊的目的。調整過程中要用手轉動主軸，感覺轉動均勻靈活無 阻滯時，將緊定螺釘5和螺母8擰緊。然後用百分表測量主軸的徑向圓跳動(圖1—18)，使其不得超過0)1i'Ili'13。
    再用高轉速開車一小時，測其軸承溫度不超過70℃，車床方可使用。一般情況下，隻調整前軸承即可，隻有當調整前軸承後仍達不到要求時，才對後軸承進行同樣的調整。
    主軸與軸承間軸向間隙過大時，精車端麵後會造成工件端麵圓跳動超差；精車圓柱表麵時會出現混亂波紋；車削螺紋時會出現螺距誤差(螺距不均勻)等。此時，加 工中心應調整主軸後端的角接觸球軸承，使主軸的軸向竄動控制在0.01mm以內，主軸軸肩支承麵的圓跳動不大於0.02mm。
    2．溜板的調整
    溜板上有大拖板、中拖板和小拖板，其滑動麵的間隙過大，車削時會引起振動而影響加工精度。
    中拖板和小拖板燕尾導軌的間隙常用斜鑲條來調整。當中拖板因磨損需調小間隙時，先擰松後螺釘3，再轉動前螺釘1，使斜鑲條2向小端方向移動，從而使間隙減 小，車床要求中拖板移動靈活，間隙應小於0.04mm，調整後將螺釘3擰緊。大拖板裝在床身導軌上，導軌下部固定有內側壓板7和外側壓板3.壓板與導軌下 部有一定的間隙。外側壓板間隙過大時，先擰松緊固螺母2，然後調整調節螺釘1，減小鑲條與導軌底麵間隙，加工中心要求大拖板移動平穩、輕便，間隙小於 0.04mm，調整後應將緊固螺母2鎖緊。內側壓板間隙過大時，應將溜板箱、內側壓板?拆下，磨壓板頂麵，減小間隙。    
    中拖板絲杠螺母的結構絲杠螺母間隙過大的主要原因是磨損，其次是由於振動而使螺釘出現松動，既影響車端麵的精度，又影響刻度盤的使用。其調整方法是先將後 螺母1上的緊固螺釘2擰松，車床擰緊調節螺釘3把楔塊8向上拉，依靠斜楔的作用，將後螺母1向後推移，減小瞭中拖板絲杠與螺母間的間隙。要求中拖板絲杠手 柄轉動靈活，正反轉空行程在1／20r以內，調整好後將螺釘2擰緊。
    中拖板刻度盤是橫向進刀量讀數的標記。刻度盤太松時，會跟著中拖板手柄做不同步的轉動，從而無法得到準確的讀數；太緊也不便於調整刻線格數。調整方法：先 拆下兩個調節螺母2，加工中心車床然後拉出圓盤3，彎曲彈簧片4以增加彈簧壓力，最後裝上調節螺母2，要求手柄轉動靈活、均勻。
    3．長絲杠間隙與開合螺母的調整
    長絲杠軸向間隙對螺紋加工精度有很大影響，會造成螺距不均和牙形表麵出現波紋等質量問題。調整長絲杠的軸向間隙時，先擰松右邊的圓螺母，適當調整左邊的圓螺母，要求調整後的軸向竄動不超過o．01mm，最後將右邊的圓螺母擰緊。
開合螺母結構：開合螺母與平鑲條5的間隙過大，車床會使大拖板產生縱向竄動，車螺紋時造成螺距不等或“亂牙”現象。調整開合螺母與燕尾導軌的間隙時，先擰 松緊固螺母9，加工中心適當調整調節螺釘8，使開合螺母1、2在燕尾槽內滑動輕便，間隙小於0.03mm，調整後將緊固螺母9擰緊。
    4．摩擦離合器的調整
    CA6140車床主軸箱軸I上裝有雙向多片式摩擦離合器，除瞭傳遞動力外，還能起過載保險裝置的作用。離合器的內、外摩擦片在松開時間隙要適當，如間隙太 大，壓緊時摩擦片會相互打滑，不能傳遞正常的轉矩，易產生悶車現象；如間隙太小，高速下會由於發熱，溫度過高而燒壞摩擦片。摩擦片間隙：先把彈簧銷14從 緊固螺母4的缺口中壓人螺套5，然後轉動緊固螺母4，相對螺套5做少量的軸向位移，即可改變摩擦片的間隙。加工中心車床如正轉間隙太大，緊固螺母4應向左 移動；反之則向右移動。調整後應使彈簧銷14從緊固螺母4的任一缺口中彈回。
    5．制動器的調整
    制動器是使車床在停車時主軸能迅速停止轉動，以縮短輔助時間。加工中心調整制動器時，先將緊固螺母6松開，然後轉動調節螺釘5，要求達到停車時，制動帶7抱緊制動輪8，車床使主軸能迅速制動；開車時，制動帶7完全松開。調整合適後，應將緊固螺母6擰緊。