來源：《農(nóng)家參謀》2020年

黃靖雨　涂瑞祥

（臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院）

摘　要：本文介紹了5軸數(shù)控機(jī)床的精度檢測(cè)，尤其是2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的重復(fù)定位精度、空間幾何關(guān)系，以及5軸聯(lián)動(dòng)性能的檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：5軸；數(shù)控機(jī)床；精度檢測(cè)

1、引言

對(duì)于3軸機(jī)床的精度檢測(cè)，已經(jīng)形成了一整套完備和規(guī)范的操作流程和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)于5軸機(jī)床的檢測(cè)，尤其是2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的重復(fù)定位精度、空間幾何關(guān)系，以及5軸的聯(lián)動(dòng)性能檢測(cè)目前還沒有一定之規(guī)，相關(guān)資料也比較缺乏。

本文以我校配備海德漢640系統(tǒng)的GTX-620型5軸數(shù)控機(jī)床（包括X、Y、Z、B、C共5軸，且B軸、C軸為雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)）為實(shí)踐對(duì)象，介紹了5軸數(shù)控機(jī)床的精度檢測(cè)方法。

5軸銑床精度檢測(cè)，首先，要對(duì)主軸和三個(gè)直線軸進(jìn)行重復(fù)定位精度的檢測(cè)；其次，是針對(duì)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的檢測(cè)；Z后，對(duì)5軸聯(lián)動(dòng)性能進(jìn)行檢測(cè)。其中，主軸和三個(gè)直線軸的檢測(cè)方法和三軸銑床一樣，所以這里不做敘述。

2、旋轉(zhuǎn)軸和5軸聯(lián)動(dòng)性能的檢測(cè)

5軸銑床的檢測(cè)，重點(diǎn)是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的精度。

旋轉(zhuǎn)軸的精度包括兩個(gè)方面：一方面是旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的精度，主要要檢測(cè)每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的重復(fù)定位精度；另一方面是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸相互之間的關(guān)系，主要檢測(cè)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸軸線和主軸軸線之間空間幾何關(guān)系是否正確。

2.1　測(cè)定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和主軸之間的空間幾何關(guān)系

圖1為海德漢640系統(tǒng)的GTX-620型5軸數(shù)控機(jī)床的雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的示意圖，在圖中標(biāo)出了兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的軸線，這兩根軸線應(yīng)該如圖中那樣相交于一點(diǎn)。如果這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的軸線不相交，則要測(cè)定出兩個(gè)軸線的偏心距離。

圖1　雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2　雙轉(zhuǎn)臺(tái)軸線偏心量測(cè)定

測(cè)定方法如下：先將C軸轉(zhuǎn)臺(tái)校正，使C軸轉(zhuǎn)臺(tái)平行于XY平面（方法略）；再如圖2所示，分別旋轉(zhuǎn)B軸+90°和-90°，測(cè)量?jī)蓚€(gè)方位下B軸轉(zhuǎn)臺(tái)側(cè)面Z高點(diǎn)的高度差。如果高差為零，則雙轉(zhuǎn)臺(tái)的空間幾何關(guān)系符合理想情況，如果高差不為零，則B、C軸的偏心量為此高差的二分之一。

2.2　5軸聯(lián)動(dòng)性能的檢測(cè)

5軸聯(lián)動(dòng)性能的檢測(cè)，是通過加工一些標(biāo)準(zhǔn)形狀，如：直線、平面、球形等，再測(cè)量加工出形狀的誤差來檢測(cè)的。

先加工一條直線，初步判斷5軸空間幾何關(guān)系測(cè)定的正確性，同時(shí)檢測(cè)數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能是否生效。這是一維形狀的檢測(cè)，是Z基本的要求，在此基礎(chǔ)上才能做下面的檢測(cè)。

再加工一組平面，檢測(cè)5軸空間幾何關(guān)系測(cè)定的準(zhǔn)確性，同時(shí)檢測(cè)數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能是否設(shè)定正確。

這是二維形狀的檢測(cè)，比一維形狀的檢測(cè)的要求高一等級(jí)，如果檢測(cè)合格，說明5軸空間幾何關(guān)系的測(cè)定基本準(zhǔn)確，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)基本滿足5軸加工的要求。

Z后，加工球形，進(jìn)一步檢測(cè)5軸空間幾何關(guān)系測(cè)定的準(zhǔn)確性，同時(shí)檢測(cè)數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能是否在三維空間做出了正確的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。這是三維形狀的檢測(cè)，也是Z高等級(jí)的要求。

如果滿足了三維形狀加工的要求，就可以說這臺(tái)5軸銑床完全合格，可以勝任生產(chǎn)加工任務(wù)了。

圖3　5軸聯(lián)動(dòng)性能檢測(cè)

3、總結(jié)

本文以GTX-620型5軸數(shù)控機(jī)床為例，介紹了5軸數(shù)控機(jī)床的精度檢測(cè)方法。對(duì)于工廠、學(xué)校驗(yàn)收或定期檢查、調(diào)整機(jī)床精度，具有一定的參考價(jià)值。