CN111283479B - 一种大型镗铣床运动精度补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型镗铣床运动精度补偿方法，更契合大型镗铣床运动轴实际精度，确保高形位精度零件的加工，包括以下步骤：S1：根据运动方向将大型镗床建立坐标系，分别为水平左右移动为X轴、水平前后为V轴以及竖向运动为Y轴；S2：通过打表方法检测X轴方向的偏差，并采用塞尺进行X轴方向调至水平，将调平后的X轴平面作为基准面；S3：通过旋转机床、打表检测和塞尺补偿的方式对其它坐标轴和坐标轴间角度进行补偿。本发明具有通用性强、补偿准确、操作简便的优点。

Description

一种大型镗铣床运动精度补偿方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种大型镗铣床运动精度补偿方法。
背景技术
随着机械行业的迅猛发展，风电、冶金、船舶、水泥等行业均向大型化、精密化发展。因此，加工高精度大型机械零件对机床的要求越来越高，尤其对于镗铣床加工大型零件的难度更大，一方面，零件尺寸较大，零件精度常高于机床精度，对于机床加工精度要求更高；另一方面，机床实际加工精度与理论精度存在偏差，主要由于机床通常采用方尺、平尺进行坐标轴直线度精度补偿(通常＜1000mm范围)，对于超出范围精度，只能通过检测出趋势变化，进行线性计算，与实际值存在偏差，而通过设备维修人员进行维修，也仅能调试机床的静态精度，并且随着机床长期运行，其运动精度有所偏差，由于被加工零件自重，以及分布位置不同，也会对零件实际加工造成影响。
因此，机床实际加工的运动精度对于大型高精度零件的加工尤为重要，寻求更契合大型镗铣床运动轴实际精度的方法，从而确保高形位精度零件的加工，显得额外重要。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是：如何提供一种通用性强、补偿准确、操作简便的大型镗铣床运动精度补偿方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种大型镗铣床运动精度补偿方法，更契合大型镗铣床运动轴实际精度，确保高形位精度零件的加工，包括以下步骤：
S1：根据运动方向将大型镗床建立坐标系，分别为水平左右移动为X轴、水平前后为V轴以及竖向运动为Y轴；
S2：通过打表方法检测X轴方向的偏差，并采用塞尺进行X轴方向调至水平，将调平后的X轴平面作为基准面；
S3：通过旋转机床、打表检测和塞尺补偿的方式对其它坐标轴和坐标轴间角度进行补偿。
进一步的，步骤S2中，对X轴进行精度补偿的步骤如下：
A1：将工件放置在工作台上，并对上表面进行铣平；
A2：在全尺寸加工范围，用百分表对零件在X轴方向进行打表，此时从左到右跳动值为0；
A3：将机床工作台水平旋转180°，在全尺寸机加工范围，用百分表对机床再次进行打表，此时从左到右找正跳动值计为B；
A4：X轴方向偏差理论值为Px＝B/2；
A5：利用塞尺对工件在X轴方向调至水平。
进一步的，步骤A5中，利用塞尺进行补偿的方向，根据步骤A3状态下B值测量时高点的位置，高点在右端则进行正方向补偿，高点在左端进行负方向补偿。
进一步的，步骤S3中，对X/V轴的角度补偿方法如下：
B1：机床复位，检测零件在X轴方向的长度；
B2：机床旋转180°，重新测量X轴方向的长度；
B3：利用公式计算角度偏差αxv，公式为
αxv＝arc cos(Lx’/Lx)
式中：Lx为步骤B1中测量的长度，Lx’为步骤B2测量的长度；
B4：采用塞尺对αxv进行补偿。
进一步的，步骤S3中，V轴精度和V、Y轴角度补偿方法如下：
C1：工作台水平旋转90°；
C2：沿V轴从前到后用百分表对工件进行打表，跳动值为B’；
C3：V轴方向偏差理论值为Pv＝B’，若高点在后端，则在V轴正方向补偿，若高点在前端，则在V轴负方向补偿；
C4：通过机床重新测量V方向零件长度Lv’；
C5：利用公式进行V、Y轴角度偏差αvy的计算，公式为：
αvy＝arc cos(Lv’/Lx)
C6：用塞尺对Pv和αvy进行补偿。
进一步的，Y轴精度的补偿方法如下：
D1：将工件侧面铣平；
D2：全尺寸加工范围，用百分表对零件Y轴方向进行打表，
D3：将机床工作台水平旋转180°，在全尺寸机加工范围，用百分表对机床再次进行打表，从上到下找正跳动值为B”；
D4：Y轴方向偏差理论值为Py＝B”/2，若高点在下端，则在V轴正方向补偿，若高点在上端，则在V轴负方向补偿；
D5：运用塞尺对Py进行补偿。
进一步的，X、Y轴角度补偿补偿方法如下：
E1：机测零件在Y轴方向的长度；
E2：工作台旋转180°，机床重新测量Y轴方向的零件长度；
E3：运用公式
αxy＝arc cos(Ly’/Ly)
进行计算，其中Ly为第一次测量的长度，Ly’为第二次测量的长度。
有益效果：
1、本发明方法与传统平尺、方尺检测方法和设备维修方式相比，检测结果由静态精度校准变为运动精度校准，更贴合机床实际状态，补偿范围更广；
2、本发明方法对于大型镗铣床坐标轴精度的补偿适用性强，适用于各规格、各精度机床加工，并且本技术的应用可使高精度零件加工不被机床精度约束；
3、本发明方法对三个坐标轴直线度和角度偏差均可进行补偿，且可根据机床实际加工情况，选择对应坐标轴进行补偿。
附图说明：
图1为本发明公开的大型镗铣床运动精度补偿方法的步骤图。
图2为X轴进行精度补偿的过程图。
图3为V轴精度的找正示意图。
图4为Y轴精度的找正示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种大型镗铣床运动精度补偿方法，更契合大型镗铣床运动轴实际精度，确保高形位精度零件的加工，包括以下步骤：
S1：根据运动方向将大型镗床建立坐标系，分别为水平左右移动为X轴、水平前后为V轴以及竖向运动为Y轴；
S2：通过打表方法检测X轴方向的偏差，并采用塞尺进行X轴方向调至水平，将调平后的X轴平面作为基准面；
S3：通过旋转机床、打表检测和塞尺补偿的方式对其它坐标轴和坐标轴间角度进行补偿。
本发明在实际使用过程中，由静态校准变为动态校准，满足机床的实际状态，增大了补偿的范围，同时满足不同规格、不同精度的机床使用，通用性强。
优化的，步骤S2中，对X轴进行精度补偿的步骤如下：
A1：将工件放置在工作台上，并对上表面进行铣平；
A2：在全尺寸加工范围，用百分表对零件在X轴方向进行打表，此时从左到右跳动值为0；
A3：将机床工作台水平旋转180°，在全尺寸机加工范围，用百分表对机床再次进行打表，此时从左到右找正跳动值计为B；
A4：X轴方向偏差理论值为Px＝B/2；
A5：利用塞尺对工件在X轴方向调至水平。
优化的，步骤A5中，利用塞尺进行补偿的方向，根据步骤A3状态下B值测量时高点的位置，高点在右端则进行正方向补偿，高点在左端进行负方向补偿。
优化的，步骤S3中，对X/V轴的角度补偿方法如下：
B1：机床复位，检测零件在X轴方向的长度；
B2：机床旋转180°，重新测量X轴方向的长度；
B3：利用公式计算角度偏差αxv，公式为
αxv＝arc cos(Lx’/Lx)
式中：Lx为步骤B1中测量的长度，Lx’为步骤B2测量的长度；
B4：采用塞尺对αxv进行补偿。
优化的，步骤S3中，V轴精度和V、Y轴角度补偿方法如下：
C1：工作台水平旋转90°；
C2：沿V轴从前到后用百分表对工件进行打表，跳动值为B’；
C3：V轴方向偏差理论值为Pv＝B’，若高点在后端，则在V轴正方向补偿，若高点在前端，则在V轴负方向补偿；
C4：通过机床重新测量V方向零件长度Lv’；
C5：利用公式进行V、Y轴角度偏差αvy的计算，公式为：
αvy＝arc cos(Lv’/Lx)
C6：用塞尺对Pv和αvy进行补偿。
优化的，Y轴精度的补偿方法如下：
D1：将工件侧面铣平；
D2：全尺寸加工范围，用百分表对零件Y轴方向进行打表，
D3：将机床工作台水平旋转180°，在全尺寸机加工范围，用百分表对机床再次进行打表，从上到下找正跳动值为B”；
D4：Y轴方向偏差理论值为Py＝B”/2，若高点在下端，则在V轴正方向补偿，若高点在上端，则在V轴负方向补偿；
D5：运用塞尺对Py进行补偿。
优化的，X、Y轴角度补偿补偿方法如下：
E1：机测零件在Y轴方向的长度；
E2：工作台旋转180°，机床重新测量Y轴方向的零件长度；
E3：运用公式
αxy＝arc cos(Ly’/Ly)
进行计算，其中Ly为第一次测量的长度，Ly’为第二次测量的长度。
具体的，所述百分表可以采用千分表替代。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大型镗铣床运动精度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据运动方向将大型镗床建立坐标系，分别为水平左右移动为X轴、水平前后为V轴以及竖向运动为Y轴；
S2：通过打表方法检测X轴方向的偏差，并采用塞尺进行X轴方向调至水平，将调平后的X轴平面作为基准面；
S3：通过旋转机床、打表检测和塞尺补偿的方式对其它坐标轴和坐标轴间角度进行补偿；
步骤S2中，对X轴进行精度补偿的步骤如下：
A1：将工件放置在工作台上，并对上表面进行铣平；
A2：在全尺寸加工范围，用百分表对零件在X轴方向进行打表，此时从左到右跳动值为0；
A3：将机床工作台水平旋转180°，在全尺寸机加工范围，用百分表对机床再次进行打表，此时从左到右找正跳动值计为B；
A4：X轴方向偏差理论值为Px＝B/2；
A5：利用塞尺对工件在X轴方向调至水平；
步骤A5中，利用塞尺进行补偿的方向，根据步骤A3状态下B值测量时高点的位置，高点在右端则进行正方向补偿，高点在左端进行负方向补偿；
步骤S3中，对X/V轴的角度补偿方法如下：
B1：机床复位，检测零件在X轴方向的长度；
B2：机床旋转180°，重新测量X轴方向的长度；
B3：利用公式计算角度偏差αxv，公式为
αxv＝arc cos(Lx’/Lx)
式中：Lx为步骤B1中测量的长度，Lx’为步骤B2测量的长度；
B4：采用塞尺对αxv进行补偿。
2.根据权利要求1所述的一种大型镗铣床运动精度补偿方法，其特征在于，步骤S3中，V轴精度和V、Y轴角度补偿方法如下：
C1：工作台水平旋转90°；
C2：沿V轴从前到后用百分表对工件进行打表，跳动值为B’；
C3：V轴方向偏差理论值为Pv＝B’，若高点在后端，则在V轴正方向补偿，若高点在前端，则在V轴负方向补偿；
C4：通过机床重新测量V方向零件长度Lv’；
C5：利用公式进行V、Y轴角度偏差αvy的计算，公式为：
αvy＝arc cos(Lv’/Lx)
C6：用塞尺对Pv和αvy进行补偿。
3.根据权利要求2所述的一种大型镗铣床运动精度补偿方法，其特征在于，Y轴精度的补偿方法如下：
D1：将工件侧面铣平；
D2：全尺寸加工范围，用百分表对零件Y轴方向进行打表，
D3：将机床工作台水平旋转180°，在全尺寸机加工范围，用百分表对机床再次进行打表，从上到下找正跳动值为B”；
D4：Y轴方向偏差理论值为Py＝B”/2，若高点在下端，则在V轴正方向补偿，若高点在上端，则在V轴负方向补偿；
D5：运用塞尺对Py进行补偿。
4.根据权利要求3所述的一种大型镗铣床运动精度补偿方法，其特征在于，X、Y轴角度补偿补偿方法如下：
E1：机测零件在Y轴方向的长度；
E2：工作台旋转180°，机床重新测量Y轴方向的零件长度；
E3：运用公式
αxy＝arc cos(Ly’/Ly)
进行计算，其中Ly为第一次测量的长度，Ly’为第二次测量的长度。
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