一臺四軸加工中心在加工過程中出現(xiàn)機床震動故障，檢查機床機械部件，確定 Y 軸軸承磨損，更換軸承，機床正常。由于機床更換軸承導致機床的原點、定位精度丟失，為了恢復機床精度，用激光干涉儀檢測和補償機床 Y 軸定位精度，從而恢復機床精度。

　　1 、故障處理

　　分別檢查機床各軸機械部件運行情況，發(fā)現(xiàn) Y軸移動時震動聲音明顯。檢測 Y 軸傳動部件，發(fā)現(xiàn) Y軸的角接觸軸承磨損，找到故障發(fā)生的具體原因，處理機床故障。

　　根據(jù)軸承型號購買更換軸承，重新裝配軸承，連接 Y 軸伺服電機，機床能正常運行。但是，由于更換了 Y 軸軸承，機床 Y 軸傳動部件重新裝配，導致機床Y 軸的原點、定位精度丟失，為了恢復機床精度，需重新校準機床 Y 軸精度。而對于機床定位精度的校準，目前使用激光干涉儀是最好的方法。因此文中使用激光干涉儀對機床 Y 軸精度進行檢測并補償，恢復機床精度。

　　2、精度恢復

　　由于機床Y軸傳動部件重新裝配、導致Y軸原點變化，需重新設置Y軸原點，具體步驟如下:

　　( 1) 設定參數(shù) 1815#4，Y 軸 = 0，絕對脈沖編碼器原點位置;

　　( 2) 設定參數(shù) 1006#5，Y 軸 = 0，返回參考點的方向為正方向;

　　( 3) 關機重啟機床;

　　( 4) 手動移動機床 Y 軸，使伺服電機轉動 1 轉以上的距離;

　　( 5) 關機重啟機床;

　　( 6) 選擇方式移動機床Y軸到新的原 點位置;

　　( 7) 選擇機床在 MDI 方式，設定參數(shù) 1815 #4，Y 軸 = 1。

　　( 1) 安裝激光干涉儀

　　激光干涉儀檢測設備采用的是 Rienshaw 公司生產的 XL-80 激光頭、線性測量反射鏡、線性干涉鏡和波長補償單元及相應的測試軟件。具體安裝連接圖如圖 1 所示。①安裝激光頭。將 XL-80 激光頭水平安裝在三角架上，連接電源，打開激光頭預熱 5 min，使激光穩(wěn)定; ②安裝 XC 補償單元。將材料溫度傳感器、空氣溫度傳感器與 XC 補償單元連接。③安裝測量鏡組。將線性反射鏡、線性干涉鏡安裝在機床主軸和工作臺上，并對準激光。調整 XL-80 激光頭和反射鏡的位置，以使光束穿過干涉鏡，并由反射鏡反射回來。移動激光頭、干涉鏡和反射鏡，使測量光束和參考光束在光靶的中間位置重疊。沿 Y 軸在坐標行程范圍內移動，確保兩束光保持重疊。④運行線性測試軟件。將激光頭和 XC 補償單元和電腦連接，然后打開線性測試軟件。

　　( 2) 檢測數(shù)據(jù)的設置

　　在進行檢測之前，需要進行系統(tǒng)參數(shù)的設置，主要確定檢測軸的移動范圍、檢測間隔、檢測次數(shù)、檢測點數(shù)，具體設置數(shù)據(jù)如表 1 所示。

　　除了設置檢測數(shù)據(jù)外，為了獲得更好的補償精度，應將機床的螺距誤差補償值和反向間隙設置為0。進入 FANUC 0i MD 數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)界面，具體方法如下: ①將系統(tǒng)處于 “MDI”模式; ②打開設定 ( SETTING) 畫面，設定 “寫參數(shù)”為 1; ③設定參數(shù) 8135#0 = 0，確定螺距補償功能已打開; ④3620補償參考點 Y 軸 = 218; ⑤3621 負向最小點補償號，Y 軸 = 200; ⑥3622 正向最大點補償號，Y 軸 = 219;⑦3623 補償倍率，Y 軸 = 1; ⑧3624 補償間隔，Y 軸= 30 000; ⑨打開螺距誤差補償表，把 200—218范圍的數(shù)據(jù)清零; ⑩1851 反向間隙，Y軸 =0;瑏瑡重啟機床。

　　( 3) 編寫檢測程序

　　根據(jù)表 1 的數(shù)據(jù)編寫機床檢測程序，程序如下:

　　O1001; ( 主程序)

　　N10 M98 P1 L3; / /調用子程序一，檢測 3 次

　　N20 M30;

　　O0001; ( 子程序一)

　　N10 G90 G01 F2000;

　　N20 Y5. 0;

　　N30 G4 X2. 0;

　　N40 Y0;

　　N50 G4 X4. 0;

　　N60 M98 P2 L17; / /調用子程序二

　　N70 Y-5. 0;

　　N80 G4 X2. 0;

　　N90 Y5. 0;

　　N100 G4 X4. 0

　　N110 M98 P3 L17; / /調用子程序三

　　N120 M99;

　　O0002; ( 子程序二)

　　N10 G91 Y-30. 0;

　　N20 G4 X4. 0;

　　N30 M99;

　　O0003; ( 子程三)

　　N10 G91 Y30. 0;

　　N20 G4 X4. 0;

　　N30 M99;

　　( 4) 數(shù)據(jù)采集

　　將機床 Y 軸運行到原點→運行 Renishaw Laser XL線性測量軟件 ( 軟件設置值與表 1 對應) →運行測試程序→進行數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)曲線。

　　2. 3 定位精度補償

　　對采集的數(shù)據(jù)進行分析，設置補償類型為增量值，符號轉換為補償值，用軟件計算出螺距誤差補償數(shù)據(jù)，如圖 3 所示。

　　根據(jù)圖 3 的螺距補償數(shù)據(jù)補償機床誤差，具體步驟如下:

　　( 1) 反向間隙補償。Y軸的反向間隙為0.001 mm。設置反向間隙補償參數(shù) 1851，Y 軸的為1;

　　( 2) 螺距誤差補償。打開系統(tǒng)螺距誤差補償表，輸入圖 3 的補償數(shù)值，具體數(shù)據(jù)如表 2 所示。

　　2. 4 定位精度校驗

　　機床 Y 軸補償后，再次運行測試程序，測量機床

　　的定位精度，采集數(shù)據(jù)。

　　Y 軸的定位精度為 0. 002 958 mm，精度已經恢復。

　　3 、結束語

　　在數(shù)控機床維修過程中，機床機械故障排除、功能恢復后，注意機床各項精度的恢復，以保證機床的工作精度。激光干涉儀具有測量精度高、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點，特別適合數(shù)控機床的定位精度檢測與補償。通過激光干涉儀對機床 Y 軸定位精度和反向間隙進行補償，有效恢復了數(shù)控機床的定位精度。