一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法技术

本发明专利技术针对数控机床经过长期运行，精度下降的状况，提出了一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法，设计一种专用工装，专用工装由一个圆柱和位于圆柱上的正方体组成，圆柱下端开有用于安装螺钉的槽，正方体顶部一边倒任意角度斜角，正方体任两对应面各置有一同心的圆孔；利用三坐标检测专用工装的各个参数然后补偿到实际加工中以保证精度。

A Method of Measuring the Accuracy of NC Machine Tools by Special Tools

Aiming at the situation that CNC machine tool has been running for a long time and its precision has declined, the present invention puts forward a method to test the accuracy of CNC machine tool by special tooling. A special tooling is designed, which consists of a cylinder and a cube on the cylinder. A slot for installing screw is opened at the lower end of the cylinder, and the top of the cube is inclined at any angle, and the cube is allowed to have two corresponding planes. There are concentric circular holes in each part; the parameters of special tooling are measured by three coordinates and then compensated to the actual processing to ensure accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法
本专利技术属于机械加工
，涉及一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法。
技术介绍
数控机床经过长期运行，精度会下降、旋转中心会偏移，数控机床定位精度、重复定位精度的降低会影响数控机床线性尺寸精度加工，旋转精度的降低会影响数控机床线性角度尺寸精度加工，其余数控机床几何精度的丧失都容易引起零件精加工的形位公差、尺寸精度的超差。一旦数控机床出现精度降低的现象，一般都是利用激光干涉仪重新检测、补偿数控机床精度，这样就会耗费大量的人力、物力、财力，这对于一些没有检测设备、没有多余资金的机械加工厂家，这些工作是不可接受的。以往此类数控机床在精度等级下降之后，大多数只能进行粗加工、半精加工，无法完成高精度零件的加工，不仅浪费了大量的资源，而且不利于厂家加工能力的提高。
技术实现思路
要解决的技术问题针对数控机床经过长期运行，精度下降的状况，提出了一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法，设计一种专用工装，其结构特征能够方便重复利用。技术方案一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法，所述的专用工装由一个圆柱和位于圆柱上的正方体组成，圆柱下端开有用于安装螺钉的槽，正方体顶部一边倒任意角度斜角，正方体任两对应面各置有一同心的圆孔；其特征在于步骤如下：步骤1：将专用工装底面与数控机床工作台台面用螺钉紧固；步骤2：数控机床铣削专用工装四方台四周面、顶面、斜面，使四周面的平面度满足0.005、两个平行平面的平行度满足0.01；步骤3：数控机床对头镗专用工装四方台两对应面上圆孔，使同轴度满足0.01、圆柱度满足0.005；步骤4：三坐标检测专用工装同轴度，给出专用工装四方台一面孔轴心相对于对应面另一孔轴心在指定X、Z方向的偏差△X、△Z；步骤5：三坐标检测专用工装斜面与四方台顶面角度；步骤6：三坐标检测专用工装四方台两两对应面的距离X1、Y1，检测专用工装顶面与任意一孔在指定坐标系XYZ内Z向的距离Z1；步骤7：取专用工装四方台一面孔轴心相对于对应面另一孔轴心在指定X、Z方向的偏差△X、△Z，认为在此段时间内，旋转工作台加工零件同轴度时，机床在X、Z方向的偏差一致，固定为△X、△Z，加工时，把这些值反向补偿入加工数值，进行此一批次的对头镗孔精加工，保证同轴度要求；步骤8：计算专用工装斜面与四方台顶面角度与理论角度的偏差△，记工装斜面与四方台顶面角度为α，认为在此段时间内，旋转A轴、B轴进行角度β加工时，机床旋转误差与偏差△成线性比例正相关，计算α与β的比值为k，以线性比例换算补偿数值为k△，反向补偿入旋转角度，进行角度加工；步骤9：计算专用工装四方台两两对应面的距离X1、Y1，检测工装顶面与任意一孔在指定坐标系XYZ内Z向的距离Z1与理论距离的差值△X、△Y、△Z；在精度加工线性距离X2、Y2、Z2时，分别计算X1、Y1、Z1与X2、Y2、Z2的比值k1、k2、k3，在数控加工时，在理论数值上反向补偿入k1△X、k2△Y、k3△Z，进行线性尺寸加工。有益效果本专利技术提出的一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法，本专利技术对经过长期运行，精度下降的数控机床检测机床精度、提高精加工精度有较强的指导意义，可极大的方便此类数控机床的精度检测，提高加工效率，极大地增加零件加工成品率，缩短产品的生产周期，减低生产成本，延长数控机床的使用寿命，提高机械加工厂家的加工能力，具有较广泛的推广应用价值。附图说明图1是本专利技术专用工装图例。图2是本专利技术专用工装B-B剖视图。图3是本专利技术专用工装检测方向示意图。图4是本专利技术专用工装在数控机床上安装示意图具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本专利技术是针对数控机床经过长期运行，精度下降的状况，利用专用工装上，完成检测数控机床对头镗孔、角度加工、线性加工的精度误差，完成误差线性比例换算，反向补偿入数控程序的理论尺寸中，完成高精度零件的加工。首先根据本专利技术的使用要求，设计制作适合检测数控机床精度的专用工装1，专用工装1由高度100mm、直径100mm的圆柱和高度为50mm、边长70mm的正方体组成；专用工装1的上下端面有5级平面度要求，上端面对下端面平行度为5级；专用工装1上预先铣削出四方台及四方台上四个孔、斜面，在以后每次精加工之前，只需要在现有四方台面、四个孔、斜面上去除少量余量，进行线性尺寸、对头镗孔及角度尺寸加工精度误差检测；同时专用工装每次精加工之前，只铣削去除工装四方台及四方台上四个孔、斜面上的少量余量，方便专用工装的重复利用。加工前，先把专用工装1安装在数控机床工作台3上，专用工装1的结构方便其底面与数控机床工作台3台面用紧固螺钉2紧固；数控机床加工专用工装的加工内容有：1)、铣削专用工装1四方台四周面、顶面、斜面，保证平面度、平行度、角度要求；2)、对头镗专用工装四方台两对应面上孔，保证同轴度要求；加工后，送三坐标检测，三坐标检测内容有：1)、检测专用工装同轴度，给出专用工装四方台一面孔轴心相对于对应面另一孔轴心在指定方向的偏差△X、△Z；2)、检测专用工装斜面与四方台顶面角度；3)、检测专用工装四方台两两对应面的距离X1、Y1，检测工装顶面与任意一孔在指定坐标系XYZ内Z向的距离Z1；根据三坐标检测结果，进行数控机床对头镗孔、角度加工、线性加工的精度误差换算，内容有：1)、取专用工装四方台一面孔轴心相对于对应面另一孔轴心在指定X、Z方向的偏差△X、△Z，认为在此段时间内，旋转工作台加工零件同轴度时，机床在X、Z方向的偏差一致，为△X、△Z。实际数控精加工时，可以把这些值补偿入加工数值，进行此一批次的对头镗孔精加工，保证同轴度要求；2)、计算专用工装斜面与四方台顶面角度偏差与理论角度的偏差△，记工装斜面与四方台顶面角度为α，认为在此段时间内，旋转A轴、B轴进行角度β加工时，机床旋转误差与此偏差△成线性比例正相关，计算α与β的比值为k，以线性比例换算补偿数值为k△。实际数控精加工角度尺寸时，把这些数值反向补偿入旋转角度，进行角度加工；3)、计算专用工装四方台两两对应面的距离X1、Y1，检测工装顶面与任意一孔在指定坐标系XYZ内Z向的距离Z1与理论距离的差值△X、△Y、△Z；在精度加工线性距离X2、Y2、Z2时，分别计算X1、Y1、Z1与X2、Y2、Z2的比值k1、k2、k3；实际数控加工线性尺寸时，在理论数值上反向补偿入k1△X、k2△Y、k3△Z，进行线性尺寸加工。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法，所述的专用工装由一个圆柱和位于圆柱上的正方体组成，圆柱下端开有用于安装螺钉的槽，正方体顶部一边倒任意角度斜角，正方体任两对应面各置有一同心的圆孔；其特征在于步骤如下：步骤1：将专用工装底面与数控机床工作台台面用螺钉紧固；步骤2：数控机床铣削专用工装四方台四周面、顶面、斜面，使四周面的平面度满足0.005、两个平行平面的平行度满足0.01；步骤3：数控机床对头镗专用工装四方台两对应面上圆孔，使同轴度满足0.01、圆柱度满足0.005；步骤4：三坐标检测专用工装同轴度，给出专用工装四方台一面孔轴心相对于对应面另一孔轴心在指定X、Z方向的偏差△X、△Z；步骤5：三坐标检测专用工装斜面与四方台顶面角度；步骤6：三坐标检测专用工装四方台两两对应面的距离X1、Y1，检测专用工装顶面与任意一孔在指定坐标系XYZ内Z向的距离Z1；步骤7：取专用工装四方台一面孔轴心相对于对应面另一孔轴心在指定X、Z方向的偏差△X、△Z，认为在此段时间内，旋转工作台加工零件同轴度时，机床在X、Z方向的偏差一致，固定为△X、△Z，加工时，把这些值反向补偿入加工数值，进行此一批次的对头镗孔精加工，保证同轴度要求；步骤8：计算专用工装斜面与四方台顶面角度与理论角度的偏差△，记工装斜面与四方台顶面角度为α，认为在此段时间内，旋转A轴、B轴进行角度β加工时，机床旋转误差与偏差△成线性比例正相关，计算α与β的比值为k，以线性比例换算补偿数值为k△，反向补偿入旋转角度，进行角度加工；步骤9：计算专用工装四方台两两对应面的距离X1、Y1，检测工装顶面与任意一孔在指定坐标系XYZ内Z向的距离Z1与理论距离的差值△X、△Y、△Z；在精度加工线性距离X2、Y2、Z2时，分别计算X1、Y1、Z1与X2、Y2、Z2的比值k1、k2、k3，在数控加工时，在理论数值上反向补偿入k1△X、k2△Y、k3△Z，进行线性尺寸加工。...

【技术特征摘要】
1.一种依靠专用工装检测数控机床精度的方法，所述的专用工装由一个圆柱和位于圆柱上的正方体组成，圆柱下端开有用于安装螺钉的槽，正方体顶部一边倒任意角度斜角，正方体任两对应面各置有一同心的圆孔；其特征在于步骤如下：步骤1：将专用工装底面与数控机床工作台台面用螺钉紧固；步骤2：数控机床铣削专用工装四方台四周面、顶面、斜面，使四周面的平面度满足0.005、两个平行平面的平行度满足0.01；步骤3：数控机床对头镗专用工装四方台两对应面上圆孔，使同轴度满足0.01、圆柱度满足0.005；步骤4：三坐标检测专用工装同轴度，给出专用工装四方台一面孔轴心相对于对应面另一孔轴心在指定X、Z方向的偏差△X、△Z；步骤5：三坐标检测专用工装斜面与四方台顶面角度；步骤6：三坐标检测专用工装四方台两两对应面的距离X1、Y1，检测专用工装顶面与任意一孔在指定坐标系XYZ内Z向的距离Z1；步骤7：取专用工装四方台一面孔轴心相对于对应面...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳万祥，刘东晓，董晓，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41