关键词：立式加工中心，机床；精度；调试
引言
加工立式加工中心的机床时，往往发生因为圆度误差过大而造成的加工零件的精准度不准确、表明光洁度欠佳等情况，为了防止这些问题频繁发生，就针对应用球杆仪处理机床的圆度方面出现的问题，出现的原因、表现方式和需要采用的对应处理方式进行简单的概述。
1.问题概述
采用球杆仪对立式加工中心机床开展圆度误差测量的过程中，其测试图如图1所示，XY平面球杆仪系统的安装方式就像图2中展示的一样。检测时，往往有下列几个问题，分别为：反向越冲、反向间隙、伺服不相配、比例不相配、垂直度、周期误差等。
图1 球杆仪测试图
图2 球杆仪安装示意图
2.原因分析及采取措施
2.1反向越冲
反向越冲是因为当机床的某个轴向着一个方向转动时就需要朝着相反的方向移动，此轴驱动电机增加的扭矩不足，导致换向处因为摩擦力的方向发生了变化而发生短时间的粘性停顿。反向越冲导致某处的圆弧插补刀具轨迹出现一个小平台后再向原轨迹复位的台阶。在其图形上就是：某轴上的小尖峰，其大小根据机床的进给率的差异而不断发生变化。。
发生反向越冲后，第一要做的就是检查机床参数2003#5是不是为1，再将参数设置为2048，范围为0到2000，基于原值，将50为单位予以调整，一般在600为宜。也能将参数调为2071（作用时间），范围在0到20之间，基于原值，将1为单位予以调整，一般在8左右为宜。与此同时，机床不产生噪声和震动的情况下，加大机床的速度环效益能有效的缓解反向越冲以及整个圆度值。
2.2反向间隙
机床的某个轴发生丝杠磨损、螺母损害以及导轨磨损等问题，就会造成滚珠丝扛中发生过渡的扭曲而导致反向间隙。反向间隙在珠杆仪检查图形中的表现是：沿某个轴线处有沿图形中心外凸或内陷的数个台阶，这个台阶的大小往往不会被机床的进给率所影响。
经过整改机床的参数1851能降低反向间隙对圆度误差的影响，具体为：假如球杆仪检测的结果为正值，则加入1851的值，负值正好相反。通常情况下，机床螺距补偿的过程中，往往会把1852的补偿值一起写道1851的是参数中，如此一来反向间隙就不会过大。
2.3伺服不相配
假如球杆仪检测圆度误差时发现伺服不相配，说明机床的一根轴比另外一根轴超前。按照被测轴间的不同的关系，伺服不相配的结果可以为正，但是也不排除为负。例如XY平面，假如是正值，代表Y周比X轴超前，如果是负值，则正好相反。超前轴效益会更高。
这时，图形为花生形或椭圆形，朝着135度或45度方向发现改变。在逐一逆时针或顺时针检验的过程中，拉伸变形轴向就会产生变化，拉伸变形量往往跟随机床的进给率的增加，显示出两个方向的图形。
伺服不相配使得被插补的圆弧不园。通常情况下，机床进给率高就会导致插补圆的椭圆程度更大。经过整改机床的各个轴的位置黄3增益让其保持均衡，同时应该使三个轴保持一样的范围，在3000到5000之间。因为较低进给率时伺服不相配不会产生过大的影响，所以为了能得到更加精准的圆弧插补，应该应用较低的进给率。
2.4比例不相配
比例不相配误差指的是试验过程中被测量轴间的行程差，比如，机床在xy平面中运行的圆周，理论上X轴和Y轴运行的距离必须是一致的。假如有差异，两轴之间的运动位置差指的是比例不相配误差。假如其比例不相配的值是正，则X轴的运行距离大于Y轴，反之亦然。
导致比例不相配的主要原因有：机床上的线性误差补偿参数的设定值不准确；此轴导轨直线度或刚性有误差；滚珠丝杠发生故障或工作时间过久导致发热，使其丝杠螺距产生误差。
比例不相配的球杆仪试验的图形往往表现为花生形或者椭圆形，朝着90度或0度的方向拉伸变化。拉伸变形一般不会被数据收集的方向所影响，也就是说在逐一逆时针或顺时针检验的过程中，拉伸变形轴向就会产生变化，拉伸变形量往往跟随机床的进给率的增加，显示出两个方向的图形。
这时，一般首先要检测机床的线性误差补偿参数设定的值正确与否，如果需要还是应该做新螺距补偿。假如确保此项没有任何问题，就要检测机床导轨的工作状态是否合理，如果存在不合理处应该予以调整。比例不相配误差会造成机床削出来的零件也存在误差。
2.5垂直度
垂直度误差的产生是由于被测试的机床的XY轴之间的角度不是90度，两轴发生弯曲或机床轴整体未进行调试、机床轴的刚性不足造成有些不稳不直、机床导轨造成过分磨损使机床在运动轴中出现间隙。
垂直度差会使图形往往表现为花生形或者椭圆形，朝着45度或135度的方向拉伸变化。无论是顺时针还是逆时针的方向进行测试，轴的拉伸方向都不发生变化。进给率不会影响拉伸量的变化。垂直度误差为正代表在测试的平面内两角的度数大于90，如果为负，则代表夹角为小于90度。
假如机床的整体都被垂直误差影响，就需要重新对机床的轴进行调整。假如导轨发生了严重的磨损，就需要对磨损严重的零件进行更换。通常情况下，只有球杆仪诊断垂直度大于30um/m，机床的圆度误差就会有所影响，影响要重新予以整改。
3.总结
为了确保更精准的圆度误差，提升机床的综合加工能力，就需要综合应用FANUC系统的SERVO GUIDE软件进行调整。检验圆度误差的过程，必须以机床不震动为基础，有能在合适的契机下提升各轴的速度环增益。
除此之外，上述的整改，大部分都是为了处理机械方面的问题，因此除了参数以往，假如有严重的问题，就要对机械进行整改，只有这样才能彻底解决问题。
参考文献
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[3]武剑, 顾成劼, 杜正春, et al. 立式加工中心关键部件误差辨识分析[J]. 机械设计与研究, 2018(4):81-84.
论文作者:宋婷
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷17期
论文发表时间:2019/12/3
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