數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)有新標(biāo)準(zhǔn)？

新聞資訊 | 2022-01-18 13:44

　　眾所周知，數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的“母機(jī)”。制造業(yè)所需要的零件和設(shè)備，都需要用數(shù)控機(jī)床加工完成。而五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，則是行業(yè)內(nèi)的“明珠”，涉及幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)等多個(gè)專業(yè)學(xué)科。因此，五軸聯(lián)動(dòng)的動(dòng)態(tài)精度測(cè)評(píng)，是關(guān)鍵技術(shù)難題之一。


　　20世紀(jì)90年代，為滿足我國(guó)航空工業(yè)發(fā)展需要，國(guó)內(nèi)開(kāi)始使用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工零件。一開(kāi)始，機(jī)床頻頻發(fā)生零件銑傷事故。數(shù)控加工廠廠長(zhǎng)立即成立攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全程跟蹤，他們發(fā)現(xiàn)擺角快速旋轉(zhuǎn)造成零件銑傷——這是機(jī)床精度出現(xiàn)了問(wèn)題。


　　“機(jī)床是按照行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收合格的，怎么會(huì)發(fā)生銑傷事故呢？”

銑床刀庫(kù)

　　團(tuán)隊(duì)成員調(diào)研發(fā)現(xiàn)，那些年數(shù)控機(jī)床行業(yè)快速發(fā)展，機(jī)床加工技術(shù)不斷進(jìn)步，但驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)還是20多年前制定的，已經(jīng)不能滿足高端機(jī)床的檢測(cè)需要。很多國(guó)家嘗試制定新的機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，但囿于五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的精度檢測(cè)難度大，均以失敗而告終。


　　制定全新的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床精度驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，成為當(dāng)時(shí)一項(xiàng)世界性難題。


　　“從零開(kāi)始，再難的技術(shù)難題，我們也要攻克！”團(tuán)隊(duì)成員決定啃下這塊“硬骨頭”。


　　大家研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的圓錐臺(tái)試件有設(shè)計(jì)缺陷，無(wú)法檢驗(yàn)機(jī)床在開(kāi)閉角轉(zhuǎn)換區(qū)間的加工精度，這使得很多飛機(jī)零件加工難以完成。


　　正當(dāng)大家一籌莫展之際，有人提出，可以在上下兩個(gè)平行的基準(zhǔn)平面分別取50個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)各建立一條S形三階樣條曲線，并保證上下兩條曲線在基準(zhǔn)平面上的投影不重合。這樣一來(lái)，機(jī)床在加工過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)多次開(kāi)閉角轉(zhuǎn)換。


　　說(shuō)干就干，他們很快研制出S形試件樣品。經(jīng)過(guò)測(cè)試，這款試件對(duì)提高機(jī)床加工精度果然有效。


　　之后，團(tuán)隊(duì)成員對(duì)該試件進(jìn)行反復(fù)測(cè)試和修正。1999年，一種實(shí)現(xiàn)多方面技術(shù)創(chuàng)新的S形試件作為五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)被正式提出。


　　S形試件推出后，馬上成為團(tuán)隊(duì)對(duì)所采購(gòu)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試件。有一年，團(tuán)隊(duì)決定購(gòu)買一款五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。在項(xiàng)目初始驗(yàn)收時(shí)，廠家自信滿滿，然而在實(shí)際操作中，卻怎么也切不出合格的S形試件。


　　這使得廠家對(duì)S形試件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)提出質(zhì)疑。令他們沒(méi)想到的是，團(tuán)隊(duì)組織技術(shù)人員趕赴驗(yàn)收現(xiàn)場(chǎng)，不僅把它切了出來(lái)，更利用S形試件進(jìn)一步提升了機(jī)床的加工精度。


　　S形試件以精準(zhǔn)可靠的實(shí)用性，一次次經(jīng)受住考驗(yàn)，逐漸被業(yè)界認(rèn)可。2009年，S形試件榮獲國(guó)家發(fā)明專利；2019年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)床技術(shù)委員會(huì)全票通過(guò)S形試件最終版國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案，正式同意將S形試件列為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。