MAR-500H加工中心精度的检测和补偿

史利娟，牛小铁，陈金英

(北京工业职业技术学院机电系，北京 100042)

文中的研究内容是根据生产实际情况的需要而进行的。实际零件的加工精度最高需要控制在0.01 mm，根据机床本身能达到的加工精度、加工对象的加工形状和精度可以考虑应用MAR-500H卧式加工中心进行该零件的加工。在进行加工之前，通过对实际机床的定位精度和重复定位精度的检测，发现精度超差，需要进行该机床定位精度和重复定位精度的修正。文中就是针对该情况，应用激光干涉仪进行MAR-500H卧式加工中心精度的检测，并进行补偿，达到提高机床精度的目的。

1 任务的提出和方案的确定

(1)任务的提出

在MAR-500H卧式加工中心上进行实际零件的加工，通过分析零件图纸加工精度要求与实际设备的出厂精度要求，确定可以使用该设备进行零件的加工。而在实际的加工过程中发现，机床加工精度超差，不能够满足零件的加工精度要求。通过分析加工零件的误差，发现是机床的定位精度和重复定位精度超差，需要进行修正。

(2)方案的确定

根据检测对象，确定采用先进的激光干涉仪对机床的定位精度和重复定位精度进行检测和补偿。检测原理是:通过在某一进给轴上进行正、负方向的多次移动，在每一次移动的有效行程范围内进行多点数据的采集，通过激光干涉仪的分析，能够反映出该设备的定位精度和重复定位精度。补偿方法是通过机床系统自身进行补偿，具体方法是根据激光干涉仪采集到的数据进行反向间隙和螺距补偿参数的修改，从而提高机床定位精度和重复定位精度。

检测设备采用雷尼绍公司生产的激光头、XL-80线性测量组件 (反光镜+干涉镜)和传输数据线以及相对应的测试软件进行MAR-500H加工中心定位和重复定位精度的检测。

在进行数据采集之前，需要进行一些参数的设置，主要确定进行检测的移动轴、移动范围、检测次数、双向检测还是单向检测、测试点数和间隔，具体设置数据如表1所示。

表1 检测数据的设置

补偿是根据测试所得的数据，运用机床系统进行精度的补偿，需要通过修改系统参数来完成。具体要修改的参数有:螺距误差补偿量、螺距补偿间隔、螺距点数、反向间隙等。

补偿后重新应用相同的测试设备和检测数据进行检测精度的分析，判断参数的修改是否合适，若精度不符合需要重新进行参数的修改和补偿直至符和加工精度要求。

2 检测过程和数据分析

这一部分主要是对前面所确定的方案进行实施:对采集设备、计算机和MAR-500H加工中心进行相应连接;数据的采集和分析;精度的补偿;精度补偿后精度的验证。

(1)检测仪器与设备的连接和检测程序的编制

应用激光干涉仪进行机床定位精度和重复定位精度的检测前，首先需要对激光干涉头进行预热和对放置干涉头的三脚架进行调平，然后进行反射镜、干涉镜的调光以及激光干涉头与雷尼绍软件之间的连接，连接后的结果如图1所示。

图1 检测装置与机床的连接

在进行数据采集前需要编制反射镜自动运行的程序，按照前面进行精度检测所设置的数据，结合MAR-500H加工中心的数控系统为北一大隅，进行程序的编制和输入。

(2)数据的采集和精度的补偿

在进行数据采集前，通过对已加工零件加工误差的分析，已经知道机床是定位精度和重复定位精度超差，需要进行调整。在检测时，将影响这两个精度的反向间隙和螺距补偿参数值都设置为零进行检测。

运行雷尼绍软件中的线性测长软件，进行数据的采集，采集的数据曲线如图2所示。从测试数据中看出，重复定位精度比较好，而定位精度不好，需要调整螺距补偿值。

图2 测试数据曲线1

根据采集数据分析，进行螺距补偿参数的修改，具体的设置数据如表2所示。

表2 补偿参数

加上补偿后，采集到的数据曲线如图3所示。从采集到的数据曲线可以看出:重复定位精度和定位精度都能够满足零件加工精度0.01 mm的要求。

图3 测试数据曲线2

(3)数据分析

通过对采集到的数据进行分析可以看出，根据检测到的数据进行相关参数的补偿达到了提高机床的加工精度、并且满足了实际零件的加工要求。

3 结论

通过对比反向间隙和螺距补偿前后的检测数据，分析出通过设置合适的反向间隙可以提高机床重复定位精度，设置合理的螺距补偿值可以提高机床的定位精度。从而得出，在实际的应用中，若出现定位精度或重复定位精度超差的情况 (在确定机床没有机械故障的前提下)，可以通过修改机床的反向间隙参数、螺距补偿方式和参数值进行机床定位精度和重复定位精度的提高。

【1】孙红云.机床检测及精度修正检测［J］.机床与液压，2009，37(8):165 －168.

【2】韩军，常瑞丽.车铣复合机床回转轴精度检测和误差补偿分析［J］.机床与液压，2010，38(4):62－64.

【3】曹永洁等.激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差分析［J］.机床与液压，2007，35(4):163 －165.

【4】冷汹涛.数控机床定位精度和重复定位精度的检验［J］.机床与液压，2008，36(8):192 －193.

【5】孙成山，郭靖，赵东海，等.关于数控机床定位精度补偿方法的研究［J］.设备管理与维修，2011(8):13－14.