数控机床机械结构故障诊断及维护

4．1 机床精度检验

 

　　 维修人员应部分或全部地测定机床合格证上各项技术指标。如果各项数据都符合要求，

应将此数据列入该设备的原始技术档案中，以作为日后维修时的技术指标依据。机床检验
工作中的一些主要项目如下。
4．1．1 机床几何精度检验

 

　　 (1)几何精度检测内容

 

　　 数控机床的几何精度能够综合反映该设备的关键零部件和组装后几何形状误差。数控
机床的几何精度检查和普通机床的几何精度检查基本类似，使用的检测工具和方法也相似，

但检测精度要求较高。以下是一台普通立式加工中心的几何精度检测内容：

 

　　 ①工作台面的平面度；

 

　　 ②各坐标方向移动的相互垂直度；

 

　　 ③ X、Y 坐标方向移动时工作台面的平行度；

 

　　 ④ X 坐标方向移动时工作台面 T 形槽侧面的平行度；

 

　　 ⑤主轴的轴向窜动；

 

　　 ⑥主轴孔的径向跳动；

 

　　 ⑦主轴箱沿 Z 坐标方向移动时主轴轴心线的平行度；

 

　　 ⑧主轴回转轴心线对工作台面的垂直度；

 

　　 ⑨主轴箱在 z 坐标方向移动的直线度。

 

　　 从上述九项精度要求中可以看出，第一类精度是对机床各大运动部件，如床身、立柱、
溜板、主轴箱等运动的直线度、平行度、垂直度要求；第二类是对执行切削运动主要部件，

如主轴的自身回转精度及直线运动精度要求。因此，这些几何精度综合反映了该机床的机
械坐标系的几何精度及进行切削运动的主轴部件在机械坐标系的几何精度。工作台面及台

面上 T 形槽相对机械坐标系。的几何精度要求，反映了数控机床加工中的工件坐标系对机

械坐标系的几何关系，因为工作台面及定位基准 T 形槽都是工件夹具的定位基准，加工工

件用的工件坐标系往往都以此为基准。

 

　　 (2)检测机床几何精度的常用检测工具

 

　　 目前，检测机床几何精度的常用检测工具有：精密水平仪，直角尺、精密方箱、平尺、
平行光管、千分表或测微仪、高精度主轴心棒及，些刚性较好的千分表杆等，每项几何精度

的具体检测方法详见各机床随机资料上的检测条件规定。但检测工具的精度等级必须比所
测对象的精度等级高一级。例如，用平尺检验 x 轴方向移动对工作台面的平行度，要求允

差为 0．025mm／750mm，则平尺本身的直线度及上下基面平行度应在 0．01mm／750mm

以内。

 

　　 (3)检测机床几何精度的环境条件

 

　　 几何精度的检测与机床所处地基有密切关系，检测必须在地基及地脚螺栓的固定混

凝土

完全固化以后才能进行。精调时机床的主床身必须处在较好的水平状态，然后精调其他几
何精度。考虑到新灌注的水泥地基真正达到稳定状态一般都需要半年时间、因此机床在使用

半年后再精调一次是必要的。一些小型数控机床的床身具有很高的刚性，可以在浮动安放
的状态下保持其几何精度，但为了长期工作的精度稳定性，还是需要调整到一个较好的机

床水平，并要求有关垫铁都处于压紧状态。

 

　　 有一些几何精度项目是相互影响的，例如在立式数控铣床检测中，发现 y 轴与 z 轴方

向移动的相互垂直度误差较大，可以适当调整立柱底部床身的地脚垫铁，使立柱适当前倾
或后仰，以减少这项误差。但这样调整后也会改变主轴回转中心线对工作台面的垂直度误

差。因此对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后同时检测完毕，并应反复调试。

 

　　 在检测工作中要注意尽可能消除检测方法误差和消除检测工具已知的系统误差。例如

检测主轴回转精度时检验心棒自身的振摆和弯曲等误差，在表架上安装千分表和测微仪时
由表架刚性带来的误差，在卧式机床上使用回转的测微仪或千分表时，测头的抬头位置和

低头位置造成测量数据误差等。

 

　　 机床的几何精度在机床处于冷态和热态时也有所不同，所以检测时应按国家标准规

定在机床预热的状态下进行，机床通电后各移动坐标在全行程内往复移动若干次，主轴按
中等转速回转若干分钟之后才能进行检测。