提高双转台五轴数控机床加工精度方法研究

李钢 1 邱爱娇 2

2：东软睿驰汽车技术(沈阳)有限公司，辽宁 沈阳 110000

摘要：科学技术的发展迅速同时带动了机械行业的发展。精度是五轴机床最重要的技术指标，它直接决定加工产品的精度和表面质量，因此机床精度是机床制造商和机床用户共同关注的焦点。先进五轴机床多数配备高精度探头，并且具备自动调整精度的自适应能力，有一些五轴机床不具备昂贵的探头工具，也不支持自动校正的功能，一旦五轴机床精度丧失，机床用户需花巨额的费用聘请具有资质的检测单位进行调整，浪费了大量的人力、物力和财力。

关键词：提高；双转台五轴数控机床；加工精度；方法研究

数控机械机床是制造行业应用广泛的工具，只有注重数控机械机床加工效能的提升，才能为制造行业工作效率提供可靠保证，为制造行业经济发展奠定可靠基础，也促使我国经济社会体系发展再上新台阶。数控机械机床是一种常见的生产工具，自动化水平非常高，不仅可以长时间保持稳定工作状态，也可以提升加工的精确性，对很多精密、复杂的零件来说，很难通过普通机床完成加工，此时会选择数控机械机床，其优势众多，既能够省去很多工序，也有利于对成产成本的控制，不需要投入更多的人力。因此我们要结合数控机械机床加工的实际情况，采取有效措施不断提高其效能，为我国经济竞争与制造业发展奠定良好基础。

1五轴数控机床机械加工效率的影响因素

（1）规章制度不够健全。五轴数控机床在机械生产中发挥着重要的作用，也关系着企业的未来的发展，如果五轴数控机床发生故障就会影响企业的生产，引起生产的停滞，给企业的经济发展造成一定的经济损失。通过走访调查，一些中小型企业在很多方面存在着不足，尤其是在规章制度方面，如果一个企业想要发展的更好，必须要拥有完善的制度体系，约束员工的行为，如果无法约束操作人员，很可能在一定程度上给五轴数控机床加工带来了一系列的负面影响。主要体现在以下几方面，首先是操作人员在操作方面的规范性；其次，机器的维修保养；以及操作人员的素质方面。五轴数控机床如若发生问题，就会导致生产力的低下，以及产品质量无法达到标准。（2）生产管理不科学。在生产过程中，由于五轴数控机床的特殊性，在管理设备的过程中必须要得到重视，操作人员在操作的过程中要严格遵循操作规范以及相关的标准，以免给五轴数控机床管理工作增加难度。（3）机械应用水平不高。在五轴数控机床的使用和管理阶段，一些中小型企业的设备操作人员和维修人员没有具备相应的资格证书，对自身职责缺乏明确的把握，未能按照企业规章制度实施生产作业，操作存在极大的随意性，不能及时妥善处理好五轴数控机床使用过程中出现的各类问题，从而导致五轴数控机床的机械加工效率下降。（4）程序编程不够规范。正确规范的程序编程能够确保五轴数控机床正常运作，对五轴数控机床机械加工的效率提升起到非常大的作用。如若操作不合理，则对机床的加工效率产生影响。

2提高双转台五轴数控机床加工精度方法

2.1防范伺服系统的误差及抑制

在数控车床加工中，必须要提高对伺服系统可能引发误差的有效重视。为推进对数控车床的有效把控，如数控车床的驱动装置应当选用具有良好动态性的装置，并提高伺服系统的抗压能力及抗载能力，进一步实现对伺服系统可能引发加工误差的有效把控。另外，在对数控车床伺服装置进行确定过程中，还应当对各项系统参数进行全面优化，例如在开环增益过程中应当选择相对高的位置，进一步使伺服系统得到有效优化。

2.2规划检测路径

在五轴数控机床应用过程当中，使用触发式测头进行检测过程当中，可以根据被测表面在检测点之间的接触以及相关的参数，而选择出最短的检测路径。而通过这种方法进行测量，能够进一步补偿测头半径，同时使用这种方法也能够使得侧头直接地接触被测物体的表面，不出现打滑现象。同时在规划检测路径时，还需要进一步确定选题单元以及相关的关系，同时还需要选择最适合的测量工艺。而在进行测量工艺的选择时，还要考虑到多个影响因素，包括安装以及测量机面、使得零件定位于数控机床之上，之后还需要进一步规划测量工具、判断测量过程当中需要测量哪些参数、判断参数是直接测量还是间接测量，同时还需要进一步确定测点的位置，之后还需要进行防碰撞检验，防止数控机床以及测头还有其余的附件发生碰撞。

2.3五轴加工精度校正

①旋转台中心位置XY轴检查：利用高精度寻边器对转台止口进行分中，完毕之后将基准孔中心位置的XY轴机械坐标值设置到系统参数8020#X和Y上。②检查参数8020Z方向的数值，利用高精度Z轴设定器检测主轴端面到C轴工作台的机械坐标值，并修正参数。将A轴移动至+90°工作台垂直状态，利用寻边器，寻找工作台面Y轴的机械坐标位置，记录数值。再将A轴移至-90°工作台垂直状态，寻找工作台面Y轴的机械坐标位置，记录数值。将两组数据相减再除以2，即可得出8021Z轴的数据。XY轴数据默认为零。③球头检棒检查五轴联动动态精度：调整好参数之后，利用球头检棒检查五轴的工作精度，分别检测A轴、C轴、以及AC联动时的动态精度。观察千分表的跳动情况，并修改参数8020和8021，直到表跳动的刻度在公差范围内。球头检棒安装好后，测量好主轴端面到球心的长度（135.351mm），将数值写入系统中。先检测C轴，将主轴移至离旋转中心约60mm处，校表吸在工作台面上，调整校表的位置使指针接触圆球的侧面（尽量找到圆球的最大直径处），压表0.1mm左右，在系统MDI方式下执行：“G43.4H1C360”指令，观察表针在四个象限的跳动情况，反复调整，直至指针跳动在0.005mm范围时则视为通过检测。同样的方法检测A轴，不过A轴转动角度只能旋转-30°～100°，此时注意程序的编写，不要超出行程。同样当表针跳动在0.005mm范围时则视为通过检测。再检测AC轴联动的动态精度，同样方法当表针跳动在0.005mm范围时则视为通过检测。

2.4采取科学的误差补偿举措

针对于误差补偿这一重要的环节来说，应该积极的借助于数控系统具有的补偿功能进行科学的处理，保证运用科学的手段完成基本的工作。针对于既有的坐标轴进行科学的分析，在实际研究的过程中应该重视严谨性，分析偏差存在的情况，落实相应的补偿工作，重视细节上的完善。应该准确的判断数控车床的具体情况，若是发现存在着异常的问题，应该及时的采取相关的措施加以处理，借助于误差补偿的手段，解决一些异常情况，由此更好的强化加工的精准度。这样的手段有着基本的构成部分，重点是包含着硬件设备和软件系统两个关键的组成，比如在实际的工作实践中，可以适当的借助于干闭环伺服系统软件完成相应的控制目标，保证将车床适当的控制起来，使其可以发挥出基本的作用。在具体加工的过程中，很容易产生的问题是反方向偏差，若是出现了这样的情况，应该及时的考虑相关举措的采取，避免对定位工作本身的精度产生负面的影响。还可以适当的采用反方向偏差补偿技术将加工实践中存在的一些问题及时的处理，妥善的解决一些误差隐患，以免其直接的影响到相关系统的稳定运行。

结语

机床的加工精度直接影响加工工件的质量，因此掌握五轴精度的检验和校正方法有着重要的意义，而上述的校正补正的方法已经在五轴联动数控机床的使用中发挥了重要的作用。通过这些简易的方法，机床操作者就可以进行调整，无需花费任何费用便达到了提高机床精度的目的，为企业减少不必要的开支，而且充分利用了机床，增加了机床的产能和产值。

参考文献

[1]吴福昌.数控车床加工精度的影响因素及提高措施分析[J].机电工程技术，2019，48（07）：13-14，119.