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5軸數控機床的精（jīng）度檢測方法研究

2020-12-18 來（lái）源：台州科技（jì）職業學院作者：黃靖雨塗瑞祥

摘要：本文介紹了 5 軸（zhóu）數控（kòng）機床的精度檢測，尤其是 2 個旋轉軸的重複定位（wèi）精度、空間幾何關係，以及 5 軸聯動性能的檢測方（fāng）法。

關鍵詞：5軸；數控機床；精度檢測（cè）

1、引言

對於3軸機床的精度檢測，已經（jīng）形成了一整套完備和規（guī）範的操作流程和檢驗標準。而對於 5 軸機床的檢測，尤其是 2 個旋轉軸的重複定位精度、空間幾何關係，以及 5 軸的聯動性能檢測目前還沒有一定（dìng）之規（guī），相關資料也比（bǐ）較缺乏。

本文以我校配備海德漢 640 係統的 GTX-620 型 5 軸數控機床（包括 X、Y、Z、B、C 共（gòng） 5 軸，且 B 軸、C 軸為雙轉台結構）為實（shí）踐對象，介紹了 5軸數控（kòng）機床的精度檢測方法（fǎ）。

5軸銑床精度檢測，首先，要對主（zhǔ）軸（zhóu）和三個（gè）直線軸進行重複（fù）定位（wèi）精度的檢測；其次，是針對兩個旋轉軸的檢測；最後，對 5 軸聯動性能進行檢測。其（qí）中，主軸和三個直線軸的檢測方法和三軸銑床（chuáng）一樣（yàng），所以這裏（lǐ）不做敘述。

2、旋轉軸和5軸（zhóu）聯動性能的檢測

5軸（zhóu）銑床的檢測，重點是兩個旋轉軸的精度（dù）。

旋轉軸的精度（dù）包括兩個方麵：一方麵是旋轉軸運動（dòng）的精度，主要要檢測每個旋轉（zhuǎn）軸的重複定位精（jīng）度（dù）；另一方麵是兩個旋轉軸相互之間的（de）關係，主要檢測兩個旋轉軸軸線和主軸軸線之間空間幾何關係是否正確。

2.1 測定兩個（gè）旋轉軸和主軸之間（jiān）的（de）空間幾（jǐ）何關係

圖 1 為海德漢 640 係統的（de） GTX-620 型 5 軸數控機床的雙轉（zhuǎn）台結構的示意圖，在圖中（zhōng）標出了（le）兩個旋轉（zhuǎn）軸的軸線，這兩根軸線應該如圖中那樣相（xiàng）交（jiāo）於一點。如果這兩個旋轉軸的軸（zhóu）線不相交，則要（yào）測定出兩個軸線的偏心距離。

圖 1 雙轉台結構（gòu）示意圖

圖 2 雙轉台軸線偏心量測定

測定方法如下：先將 C 軸轉台（tái）校正，使（shǐ） C 軸轉台平行於 XY 平麵（方法略）；再如圖 2 所示，分別旋轉 B 軸 +90°和 -90°，測量兩個方位下B 軸轉台側麵最高點的高度差。如果高差為零（líng），則雙轉台的空間幾何關係符（fú）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軸聯動性能（néng）的檢測

5軸聯（lián）動性能（néng）的檢測，是通過加工一些標準形狀，如：直線、平麵、球形等，再測（cè）量加工出形狀的誤差來檢測的。

先加工一條（tiáo）直線，初步判斷5軸空間幾何關係測定的（de）正確性，同時檢測（cè）數（shù）控係統的補償功能是否生效。這是一維形狀的檢測，是最基本的要求，在此基礎上才能做下麵的檢測。

再加工一組平麵，檢測 5 軸空間幾何關係（xì）測（cè）定的準確性，同時檢測數控係統的補償功能是否設定正確。

這（zhè）是二維（wéi）形狀的檢測，比一維形狀的檢測的要求高一等級，如果檢測合格，說明（míng） 5 軸空間（jiān）幾何關係的測定基本準確，同時數控係統基本滿足5 軸加工（gōng）的要求。

最後，加工球形，進一步（bù）檢測 5 軸空間幾何關係測定的準確性，同時檢測數（shù）控係統的補償功能是否在三維（wéi）空間做出了正確的運（yùn）動補償。這是三維形狀的檢測，也是最高等級的要求。

如果滿足了三維形狀加工（gōng）的要求，就可以說這台 5 軸銑床完全合（hé）格（gé），可以勝任生產加工任務（wù）了。

圖 3 5 軸聯動性能檢測

3 、總結

本（běn）文以 GTX-620 型 5 軸數控機床為例，介紹了 5 軸數控機床（chuáng）的精度檢測方法。對於工廠、學校驗收或定期檢查、調整機床精度，具有（yǒu）一定的參考價值（zhí）。

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