吳 健

0 引言

數(shù)控機(jī)床驗收主要目的是判別機(jī)床是否符合技術(shù)指標(biāo)，能否按照預(yù)定目標(biāo)精密加工零件。在實際驗收過程中，我們認(rèn)為最主要的是幾何精度、位置精度及實際產(chǎn)品加工精度的驗收，根據(jù)這些指標(biāo)提供的信息可精確判斷機(jī)床的整體精度情況。

1 數(shù)控機(jī)床驗收思路

目前數(shù)控機(jī)床的驗收還存在著偏差，大部分人認(rèn)為新機(jī)驗收就是通過加工一個有代表性的典型零件決定機(jī)床能否通過驗收。當(dāng)該機(jī)床用于專門加工某種零件時，這種驗收方法是可取的。但對于更具有通用性的數(shù)控機(jī)床，這種切削零件的檢驗方法顯然不能提供足夠信息來精確判斷機(jī)床的整體精度指標(biāo)。只有對機(jī)床的幾何精度和位置精度進(jìn)行檢驗，才能看出機(jī)床本身的制造精度。在這2項精度檢驗合格的基礎(chǔ)上再進(jìn)行零件加工檢驗，以此來考核機(jī)床的加工性能，國標(biāo)即基于該思路來制定。在實際檢驗工作中，新機(jī)驗收時都忽視了對機(jī)床精度的檢驗，認(rèn)為新機(jī)在出廠時已做過檢驗，只需在安裝現(xiàn)場調(diào)試一下機(jī)床水平，且試加工零件經(jīng)檢驗合格就算通過驗收。這忽視了運輸過程中產(chǎn)生的振動和變形、機(jī)床水平的調(diào)整、氣壓／溫度／濕度等外部條件的改變對位置精度產(chǎn)生的影響。

僅采用考核試加工零件精度的方法來判別新機(jī)床的整體質(zhì)量，并以此作為驗收的唯一標(biāo)準(zhǔn)是不夠的，必須對機(jī)床的幾何精度、位置精度及工作精度做全面的檢驗，只有這樣才能保證機(jī)床的工作性能。

2 數(shù)控機(jī)床驗收流程

就流程而言，數(shù)控機(jī)床驗收可分為在制造商工廠的預(yù)驗收和設(shè)備采購方的最終驗收2個環(huán)節(jié)。

2.1 在制造商工廠的預(yù)驗收

預(yù)驗收是為了檢查、驗證機(jī)床能否滿足用戶的加工質(zhì)量及生產(chǎn)率要求，并檢查制造商提供的資料、備件。其主要工作包括：（1）檢驗機(jī)床主要零部件是否按合同要求制造；（2）檢驗各機(jī)床參數(shù)是否達(dá)到合同要求；（3）檢驗機(jī)床幾何精度及位置精度是否合格；（4）檢驗機(jī)床各動作是否正確；（5）對合同未要求部分進(jìn)行檢驗，如發(fā)現(xiàn)不滿意處可向生產(chǎn)廠家提出，以便及時改進(jìn)；（6）對試件進(jìn)行加工，檢查是否達(dá)到精度要求；（7）做好預(yù)驗收記錄，包括精度檢驗及要求改進(jìn)之處，并由生產(chǎn)廠家簽字。

如果預(yù)驗收通過，則意味著機(jī)床精度達(dá)到發(fā)貨要求。所以，預(yù)驗收是非常重要的步驟，不可忽視。

2.2 設(shè)備采購方的最終驗收

最終驗收工作主要根據(jù)機(jī)床出廠合格證上規(guī)定的驗收標(biāo)準(zhǔn)及用戶實際能提供的檢測手段測定機(jī)床合格證上各項指標(biāo)。檢測結(jié)果作為該機(jī)床的原始資料存入技術(shù)檔案中，作為今后維修時的技術(shù)指標(biāo)依據(jù)。

不管是預(yù)驗收還是最終驗收，根據(jù)GB／T9061—1988《金屬切削機(jī)床通用技術(shù)條件》中的規(guī)定，調(diào)試驗收應(yīng)該包括的內(nèi)容如下：（1）外觀質(zhì)量；（2）附件和工具的檢驗；（3）參數(shù)的檢驗；（4）機(jī)床的空運轉(zhuǎn)試驗；（5）機(jī)床的負(fù)荷試驗；（6）機(jī)床的精度檢驗；（7）機(jī)床的工作試驗；（8）機(jī)床的壽命試驗；（9）其他。

3 數(shù)控機(jī)床驗收的常見標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控機(jī)床調(diào)試和驗收應(yīng)當(dāng)遵循一定的規(guī)范進(jìn)行，數(shù)控機(jī)床驗收的標(biāo)準(zhǔn)很多，通常按性質(zhì)可以分為2大類，即通用類標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 通用類標(biāo)準(zhǔn)

這類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)控機(jī)床調(diào)試驗收的檢驗方法，測量工具的使用，相關(guān)公差的定義，機(jī)床設(shè)計、制造、驗收的基本要求等，如GB／T17421.1—1998《機(jī)床檢驗通則》第1部分《在無負(fù)荷或精加工條件下機(jī)床的幾何精度》、GB／T17421.2—2000《機(jī)床檢驗通則》第2部分《數(shù)控軸線的定位精度和重復(fù)定位精度的確定》、GB／T17421.4—2003《機(jī)床檢驗通則》第4部分《數(shù)控機(jī)床的圓檢驗》。這些標(biāo)準(zhǔn)等同于ISO230標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)

這類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定具體型式的機(jī)床幾何精度和工作精度的檢驗方法以及機(jī)床制造和調(diào)試驗收的具體要求，如JB／T8801—1998《加工中心技術(shù)條件》、JB／T8771.1—1998《加工中心檢驗條件》第1部分《臥式和帶附加主軸頭機(jī)床幾何精度檢驗（水平Z軸）》、GB／T18400.6—2001《加工中心檢驗條件》第6部分《進(jìn)給率、速度和插補精度檢驗》等。具體型式的機(jī)床應(yīng)當(dāng)參照合同約定和相關(guān)中外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行具體的調(diào)試驗收。

在實踐中，建議按照德國VDI／DGQ3441標(biāo)準(zhǔn)驗收，當(dāng)然還可參照其他比如日本的JIS－B6330標(biāo)準(zhǔn)以及國際標(biāo)準(zhǔn)ISO230等。

4 數(shù)控機(jī)床位置精度驗收實際問題

數(shù)控機(jī)床位置精度的驗收必然遇到標(biāo)準(zhǔn)評定的問題，機(jī)床位置精度的評定不同國家采用的準(zhǔn)則（標(biāo)準(zhǔn)）不同。在實踐中，同一臺機(jī)床的精度用不同的檢測標(biāo)準(zhǔn)得出的結(jié)果大相徑庭。日本JIS標(biāo)準(zhǔn)精度測量值大大高于德國VDI或美國NMTBA標(biāo)準(zhǔn)測量值。我國現(xiàn)在采用的標(biāo)準(zhǔn)是以1988年頒布的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO230－2《數(shù)控機(jī)床精度和重復(fù)定位精度的確定》為基礎(chǔ)修訂的。

機(jī)床精度的高低不能只看數(shù)值的大小，還要看其采用何種評定標(biāo)準(zhǔn)，因此在實際位置精度檢測時，委托單上在注明各軸精度的同時必須說明采用何種標(biāo)準(zhǔn)評定，否則會給精度檢測的操作者帶來不便。表1為同一臺機(jī)床同一軸不同標(biāo)準(zhǔn)的檢測結(jié)果。

表1 同一臺機(jī)床同一軸不同標(biāo)準(zhǔn)的檢測結(jié)果

5 數(shù)控機(jī)床位置精度驗收的標(biāo)準(zhǔn)比較及實際應(yīng)用

除日本JIS標(biāo)準(zhǔn)外，德國VDI／DGQ3441、美國NMTBA以及國際化組織（ISO）標(biāo)準(zhǔn)都是要求機(jī)床沿某一數(shù)控軸在若干個目標(biāo)點上作多次移動，并根據(jù)統(tǒng)計抽樣而得到的。它們的主要區(qū)別在于：（1）選取目標(biāo)點的個數(shù)；（2）移動次數(shù)；（3）移動是單向趨近還是雙向趨近；（4）如何定義計算的公式和內(nèi)容。

日常生產(chǎn)中所使用的數(shù)控機(jī)床精度，主要涉及定位精度、重復(fù)定位精度、反向誤差3項內(nèi)容。以下就此3項內(nèi)容展開論述，具體比較如表2所示。

表2 機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)比較

下面以我公司剛采購的一臺立車為例進(jìn)行比較，說明采用幾種標(biāo)準(zhǔn)驗收得出的相關(guān)結(jié)果。

安裝在我公司重金工分廠3跨的DVT630X40／100 Q－NC數(shù)控6.3 m立車，數(shù)控系統(tǒng)為SINUMERIK 802 D sl，二軸聯(lián)動，數(shù)控Z軸垂直刀架滑枕有效行程2 500 mm。用激光干涉儀對Z軸進(jìn)行定位精度檢測，對于同一組采集數(shù)據(jù)，采用前面提到的4種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生了不同結(jié)果，如圖1～圖4所示。

圖1 ISO230－2標(biāo)準(zhǔn)計算結(jié)果

圖2 VDI／’()$**!標(biāo)準(zhǔn)計算結(jié)果

圖3 NMTBA標(biāo)準(zhǔn)計算結(jié)果

圖4 JIS－B6330標(biāo)準(zhǔn)計算結(jié)果

從圖1～圖4的檢測結(jié)果來看，對于同一檢測目標(biāo)：VDI／DGQ3441的檢測數(shù)值最大，實際上也就是說標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)格；JIS標(biāo)準(zhǔn)看似檢測數(shù)值最小，但實際標(biāo)準(zhǔn)最低。而且，從實際計算結(jié)果來看，將最為嚴(yán)格的VDI／DGQ3441標(biāo)準(zhǔn)與最為寬松的JIS標(biāo)準(zhǔn)作比，定位精度和重復(fù)定位精度的檢測數(shù)值，前者約為后者的2倍，這在實際工作中有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

6 結(jié)語

精度驗收是數(shù)控機(jī)床驗收的一項主要任務(wù)，其不僅需要全面了解相關(guān)知識，掌握關(guān)鍵節(jié)點，熟悉各種標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)程，更需要根據(jù)實際情況靈活運用不同的標(biāo)準(zhǔn)，為實際工作服務(wù)。

［1］GB／T9061—1988 金屬切削機(jī)床通用技術(shù)條件［S］

［2］GB／T17421—2000 機(jī)床檢驗通則［S］

［3］張小勤.數(shù)控機(jī)床定位精度的測試的探討［J］.茂名學(xué)院學(xué)報，2010（8）