數控機床的加工精度由數控系統的控制精度和機床的機械精度共同組成。數控系統的精度高低、伺服控制的方法是否調整到最優直接影響數控機床的加工精度，而機床的機械本體精度同樣也會制約數控機床的加工精度，影響高精度數控系統實現高精度控制。航空大型結構件的加工大部分采用五坐標加工中心，針對此類特點制定相應的精度檢測計劃，將精度做好統計和分析，并結合TPM（全員生產保全）設備管理的思路，做好精度控制，保證加工質量。

　　機床常用精度檢查介紹

　　1 數控機床常見精度檢測內容

　　（1）幾何精度包括直線度、垂直度、平面度、俯仰與扭擺和平行度等。傳統方法采用大理石或金屬平尺、角規、百分表、水平儀、準直儀等工具，由人工操作，手工記錄數據與計算，精度低，多用于小型機床。

　　（2）位置精度包括定位精度、重復定位精度和微量位移精度等。

　　（3）工作精度是在切削加工條件下對機床幾何精度和定位精度的一項綜合檢查，一般分為單項加工精度檢查和加工一件試件綜合性檢查。

　　2 數控機床精度檢測常規檢測手段

　　（1）常規檢測手段，運用方規、直尺、百分表、千分表等進行精度檢測，它們只適合進行單一精度指標的分散測量，且檢測精度不夠高。

　　（2）數控系統伺服硬件、檢測軟件的檢測手段，運用數控系統自身的伺服硬件加檢測軟件進行精度檢測，檢測精度高且可對二軸插補軌跡進行檢測，檢測結果反映了伺服精度，但它不能對機械精度進行檢測。

　　（3）球桿儀、激光干涉儀檢測手段，運用球桿儀、激光干涉儀進行精度檢測，精確度高，且可對二軸插補軌跡進行檢測，檢測結果反映了伺服、機械的總體精度。能夠對伺服精度、機械精度綜合進行檢測，且檢測結果的精度指標表述直觀、定位正確，是目前比較理想的檢測手段。

　　精度檢查及調整

　　針對飛機大型結構件加工的精度要求，根據機床特性及使用年限，制定相關的檢查項目，如果機床有出現嚴重報警及機械調整，根據對應的精度變化進行相關項目檢查。按照計劃進行的檢查方式分為以下3種。

　　1 日精度檢查

　　每天由操作人員進行機床精度日檢查，主要檢查項目為位置精度，包含有：重復定位精度，機床加工原點精度，主要是通過激光探頭對機床原點進行找正。日檢查的精度可以通過坐標補償進行調整，有利于保證加工零件位置，確保零件質量。

　　2 月精度檢查及調整

　　月檢查的項目由維修人員進行，安排相應的時間對于機床幾何精度進行檢查。對應的檢查項目設定相應的允許誤差，對超過誤差的項目進行機械或參數調整。月精度檢查主要是針對機床對于零件或重大關注項進行的，檢測項目不多，而且操作簡單，檢測時間為1h左右，能達到設備部門實時了解設備動態的目的。

　　月檢查主要檢查項目包含有：主軸與Z軸平行度檢查；主軸徑向跳動（近端與遠端）；主軸軸向跳動；主軸與C軸同軸度；C軸零點定位精度；A軸-90°時與Y軸平行度；臥加工作臺旋轉中心偏差；主軸夾緊力檢測等。下面介紹幾個主要的檢測項目與調整方向。

　　（1） 主軸與Z軸平行度檢測。

　　如圖1所示，擺角歸零，將芯棒裝入主軸，百分表表座吸附在工作臺上，百分表表針指向X軸正向，移動機床，使芯棒壓到百分表上，移動Y軸，找到芯棒最高點，使機床向Z正向移動，直到百分表表針移動到芯棒遠端，讀取表針變化量，記錄X向誤差，壓表記為正值，松表記為負值。在航空結構件加工精度要求下，要求機床誤差允許范圍為0.02~300mm。如果檢測結果出現偏差，可通過參數補償A擺的零點，使達到精度要求。

　　（2） 主軸徑向跳動精度檢測。

　　如圖2、圖3所示擺角歸零，將芯棒裝入主軸，百分表表座吸附在工作臺上，百分表表針指向X 軸正向，移動機床，使芯棒壓到百分表上，移動Y軸，找到芯棒最高點，緩慢移動Z軸使百分表移動到芯棒靠近主軸近端（遠端），移動中注意觀察，用手轉動芯棒，讀取百分表變化值，并記錄。要求精度標準為近端跳動小于0.02mm，遠端跳動小于0.04mm。如果檢測出現較大偏差，檢查主軸軸承是否損壞，或軸承精度有所下降，重新固定或更換新軸承。

　　（3） 主軸軸向跳動。

　　如圖4所示，擺角歸零，將芯棒裝入主軸，百分表表座吸附在工作臺上，百分表表針指向Z軸正向，移動機床，使芯棒端面中心壓到百分表上，用手轉動芯棒，讀取百分表變化值，并記錄。精度要求跳動小于0.02mm。如果偏差過大，根據結果判斷更換主軸軸承。

　　（4） 主軸與C軸同軸度。

　　主要針對擁有A擺和C擺的五坐標機床。如圖5所示，擺角歸零，將芯棒裝入主軸，百分表表座吸附在工作臺上，百分表表針指向X軸正向，移動機床，使芯棒壓到百分表上，移動Y軸，找到芯棒最高點，緩慢移動Z軸使百分表移動到距離主軸端面200mm附近，編寫程序，激活“TRAORI”功能，全行程內運行C軸，記錄百分表變化值。允許誤差在0.05mm以內。如果同軸度出現較大偏差，可以通過機床參數補償或調整C軸安裝配合面的位置。

　　（5） 電主軸夾緊力檢測。

　　電主軸夾緊力檢測是非常必要的一種檢測手段，主要采用專用的測力計進行。目前主要針對2種規格的電主軸進行檢查，一種刀具型號為HSK63系列的機床，夾緊力規定在14.4~23.4kN之間，另一種刀具型號為HSK100系列機床，夾緊力規定在36~58.5kN之間。電主軸的夾緊力對于零件加工以及制造安全都起到了很大的保護作用。如果夾緊力相差過大，檢查主軸刀爪位置是否松動，液壓壓力是否正常，刀具拉釘是否正常。

　　3 年檢查

　　年度精度檢查包含在機床的年保養內容內，是對機床精度進行的全面的檢查，包括幾何精度、位置精度及工作精度。內容包含了月檢查的內容，還添加了項目，如各坐標軸垂直度檢查、各坐標軸重復定位精度、RTCP(機床動態精度檢查)等，主要運用工具有芯棒、球頭刀具、大理石方尺等進行精度檢測與記錄。對于五坐標加工機床，主要是對于RTCP的精度檢查，圖中上方為球頭檢測工具，固定千分表的夾具為自主設計檢測工具，通過五坐標聯動的方式進行模擬機床五坐標加工狀態，檢查機床動態精度，讀取千分表的值，要求精度在0.05mm以內。

　　精度檢查分析與管理

　　根據日檢查的記錄與月檢查的記錄，可以對機床狀態進行分析，了解機床的實時精度動態。例如圖6所示，為某機床2010年精度檢查的月記錄，由圖中可以看出除了C軸同軸度檢測的精度有所變化外，其他精度均較為穩定，且在誤差范圍內。而且自7月份誤差達到最高值，后面誤差處于平穩狀態，但是精度誤差較大。經過查證為6月底有操作人員因為誤操作導致機床主軸撞到工裝，導致Z軸與主軸平行度精度損失，經過參數補償校正調整后，精度恢復到可以運行狀態，但是機械精度已經喪失，只能按照現有精度加工零件。因此可以建議機床進行某些零件的粗加工程序，以免精加工時影響零件的精度。

　　也可以通過年精度檢查記錄分析相關信息，獲得機床自交付以來到機床報廢或改造的時間內精度變化情況，找到機床的加工穩定時間區域，可以合理地調節加工任務及保養時間，結合TPM的開展，做好機床的一生管理。通過對精度的分析，合理地運用機床進行各零件加工的工藝分配，根據不同的精度誤差等級以及特有的精度偏差，確定機床是否適合精加工或大功率切屑，最大限度地保證高精度零件的正常加工。

　　結束語

　　精度檢查一直被我國學者所忽略，但是機床精度的檢查與管理是至關重要的。機床精度的檢查需要按照計劃按照周期進行實施，通過檢測精度的記錄結果分析并了解機床實時精度狀態。通過合理的調配及管理使機床加工出更合適的零件，可以提高機床加工零件的合格率，也可以更好地延長機床壽命。結合TPM（全員生產保全）的實施，將精度檢測與管理融入其中，實時地展現了機床精度狀態及加工注意事項，為機床的預防性維修做好了鋪墊。