精度保持性

精度保持性是在正常使用條件下，機牀能在較長時間內保持其精度特性的能力。精度保持性主要取決於設計、製造、裝配、高速和修理質量。同時也與使用和維護有密切關係。

影響數控機牀加工精度的因素很多，如編程精度、插補精度、伺服系統跟隨精度、機械精度等。在機牀使用過程中還會有很多影響加工精度的因素髮生，如温度、振動、磨損的影響等等。對用户選用機牀而言，主要考慮的是綜合加工精度，即加工一批零件，然後進行測量、統計、分析誤差分佈情況 ^[2]  。

影響精度保持性的主要因素是磨損。磨損的影響因素十分複雜，如結構設計、工藝、材料、熱處理、潤滑、防護、使用條件等。

對於小型數控機牀，整體剛性好，對地基要求也不高，機牀到位安裝後就可接通電源，調整機牀牀身水平，隨後就可通電試運行，進行檢查驗收。為了機牀工作穩定可靠，對大中型設備或加工中心，不僅需要調水平，還需對一些部件進行精確的調整。調整內容主要有以下幾項：

①在已經固化的地基上用地腳螺栓和墊鐵精調機牀牀身的水平，找正水平後移動牀身上的各運動部件（立柱、溜板和工作台等），觀察各座標軸全行程內機牀的水平變化情況，並相應調整機牀幾何精度使之在允差範圍之內。在調整時，主要以調整墊鐵為主，必要時可微調導軌上的鑲條和預緊滾輪等。一般來説，只要機牀質量穩定，通過上述調整可將機牀調整到出廠精度。

②調整機械手與主軸、刀庫的相對位置。首先使機牀自動運行到換刀位置，再用手動方式分步進行刀具交換動作，檢查抓刀、裝刀、拔刀等動作是否準確恰當。在調整中採用一個校對檢驗棒進行檢測，有誤差時可調整機械手的行程或移動機械手支座或刀庫位置等，必要時也可以改變換刀基準點座標值的設定（改變數控系統內的參數設定）。調整好以後要擰緊各調整螺釘，然後進行多次換刀動作，最好用幾把接近允許最大重量的刀柄進行反覆換刀試驗，達到動作準確無誤，不撞擊、不掉刀。

③帶APC交換工作台的機牀要把工作台運動到交換位置，調整托盤站與交換台面的相對位置，達到工作台自動交換時動作平穩、可靠、正確。然後在工作台面上裝上70%～80%的允許負載，進行多次自動交換動作，達到正確無誤後緊固各有關螺釘。

④仔細檢查數控系統和PLC裝置中參數設定值是否符合隨機資料中規定數據，然後試驗各主要操作功能、安全措施、常用指令執行情況等。各種運動方式（手動、點動、自動方式等）、主軸換擋指令、各級轉速指令等是否正確無誤。

⑤檢查輔助功能及附件的正常工作，例如機牀的照明燈、冷卻防護罩和各種護板是否完整；往冷卻液箱中加滿冷卻液，試驗噴管是否能正常噴出冷卻液；在用冷卻防護罩條件下冷卻液是否外漏；排屑器能否正確工作；機牀主軸箱的恆温油箱能否起作用等 ^[2]  。

提高措施應集中在設計和製造階段的精度合理保證。造成導軌滑塊非正常磨損的主要因素有：考慮移動部件質心位置變化造成的基礎件變形、基礎件內應力釋放變形、裝配應力造成的螺栓蠕變等。因此提高保持性的措施，在設計階段有：地腳螺栓的數量和佈局優化，導軌面的等剛度設計或反變形設計，考慮重力影響的大型結合面的精度設計；在製造階段有：內應力的合理控制，動靜結合面的小或無應力裝配 ^[3]  。

提高措施應集中在設計和製造階段的精度合理保證。造成軸承非正常磨損的主要因素有：主軸軸承間隙（配合）的設計，軸承預緊力的合理設置，以及主軸密封、潤滑。因此提高保持性的措施，在設計階段有：考慮工作狀態造成的各種變形，合理地選擇軸承與主軸及主軸箱的配合、冷卻參數的選擇、密封結構選擇等。在製造階段有：預緊力大小的選擇及其在服役狀態下的保證措施。

提高措施應集中在製造和使用階段的精度恢復上。造成運動精度衰退的主要因素有：運動部件非正常磨損造成的機械參數變化、電器參數老化造成的電器參數變化及兩者間的機電參數不匹配。因此提高運動精度保持性，在使用階段為：機電參數的自適應控制。為了達到自適應控制，需要研究機械參數、電器參數的辨識及自適應控制算法 ^[3]  。

提高措施應集中在使用階段監控機牀的工作環境和運行狀態上。造成精度非正常磨損的主要因素有：潤滑油的清潔度，切削力的過載，環境温度的變化等。因此提高運動精度保持性，在使用階段監控的參數有：潤滑油的清潔度、切削力、主軸參數、環境温度、濕度、振動等。同時，對於不同類型的機牀和特點，選擇合適的監控參數以及參數閾值的設定是保證數控機牀精度保持性的重點 ^[3]  。