如果不進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，數(shù)控機(jī)床會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸失去定位精度并引入誤差。

現(xiàn)代飛機(jī)的機(jī)身組件制造對(duì)精度和品質(zhì)一致性有著嚴(yán)格的要求。機(jī)身組件的預(yù)期壽命必須與飛機(jī)的預(yù)期壽命相匹配，因此在金屬和復(fù)合材料的加工過程中，確保生產(chǎn)質(zhì)量和可靠性至關(guān)重要。

全球防務(wù)、航空和安全公司BAE Systems為歐洲臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)機(jī)生產(chǎn)多種關(guān)鍵的機(jī)身組件。自2003年服役以來，歐洲臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)機(jī)這款高機(jī)動(dòng)性戰(zhàn)機(jī)已列入了世界多個(gè)國家的空軍序列。

在英國薩默斯伯里機(jī)場(chǎng)先進(jìn)的制造工廠，BAE Systems 80多臺(tái)數(shù)控機(jī)床正在高速運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)著多種高價(jià)值機(jī)身組件。

為確保零件質(zhì)量穩(wěn)定、減少材料浪費(fèi)并提高效率，保持五軸機(jī)床的性能和產(chǎn)量成為公司生產(chǎn)線工程師的主要職責(zé)之一，定期進(jìn)行數(shù)控機(jī)床檢測(cè)和校準(zhǔn)檢查便顯得至關(guān)重要。早期BAESystems便使用了雷尼紹的第一代QC10球桿儀機(jī)床診斷系統(tǒng)。此后，開始啟用第二代無線球桿儀系統(tǒng)。

QC20-W球桿儀系統(tǒng)

如果數(shù)控機(jī)床的定位性能達(dá)到理想狀態(tài)，那么在任意兩直線軸聯(lián)動(dòng)中，圓弧插補(bǔ)都會(huì)與設(shè)定的圓形軌跡完全吻合。QC20-W無線球桿儀可提供比較實(shí)際軌跡和設(shè)定軌跡的方法，以此確定是否存在誤差。

挑戰(zhàn)

即使是最好的數(shù)控機(jī)床，如果不維護(hù)，定位精度也可能會(huì)逐漸下降，從而產(chǎn)生加工誤差。組件磨損、碰撞造成的損壞、安裝錯(cuò)誤，甚至是基座振動(dòng)和環(huán)境溫度的變化都可能對(duì)精度造成不利影響。

BAE Systems的制造工程師曾發(fā)現(xiàn)在眾多的機(jī)床中，有一臺(tái)機(jī)床的加工精度正在緩慢下降，車間操作人員漸漸對(duì)其性能失去了信心。由于越來越難以生產(chǎn)出達(dá)標(biāo)的零件，問題機(jī)床逐漸被閑置。

解決方案

為了協(xié)助定期進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的性能診斷，BAE Systems以前使用雷尼紹的QC10球桿儀系統(tǒng)來識(shí)別特定的機(jī)床性能誤差。

現(xiàn)在開始使用QC20-W無線球桿儀，還啟動(dòng)了一項(xiàng)涵蓋整個(gè)工廠的預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢查。

通過解析所有機(jī)床的QC20-W診斷數(shù)據(jù)趨勢(shì)，BAE Systems制定了一套可靠的誤差范圍基準(zhǔn)，以此對(duì)所有機(jī)床的性能進(jìn)行快速檢查。

BAE Systems現(xiàn)能夠更深入地研究那臺(tái)已退出生產(chǎn)序列的問題機(jī)床。其使用球桿儀觀察到了一個(gè)200μm的XY圓度誤差。用球桿儀診斷軟件，確定機(jī)床的主要故障模式為伺服不匹配造成的，隨后占第二位的誤差源為較大的反向間隙誤差。通過優(yōu)化X軸驅(qū)動(dòng)參數(shù)糾正了伺服不匹配問題。使用球桿儀再次進(jìn)行檢查，以量化調(diào)整后獲得的改進(jìn)。

然而再次檢查的結(jié)果顯示，即使伺服不匹配已被消除，機(jī)床仍存在嚴(yán)重誤差。下來又使用球桿儀和傳統(tǒng)量規(guī)進(jìn)行了檢查和測(cè)量，發(fā)現(xiàn)誤差是由于X軸的滾珠絲桿磨損造成。翻新滾珠絲杠并重設(shè)反向間隙補(bǔ)償值后，機(jī)床這次達(dá)到了30μm的XY圓度要求，重新加入了生產(chǎn)序列。

BAE Systems專業(yè)制造工程師Jim Walsh評(píng)論道：“球桿儀檢測(cè)成為機(jī)床狀態(tài)檢查不可或缺的一部分，不僅有助于確保零件質(zhì)量穩(wěn)定一致，對(duì)于曾被認(rèn)為是已無法勝任工作的機(jī)床，球桿儀還可令其重新煥發(fā)活力。”

結(jié)果

過去，漫長(zhǎng)且代價(jià)昂貴的機(jī)床檢查和維修工作將導(dǎo)致出現(xiàn)大量的機(jī)床停機(jī)時(shí)間，令企業(yè)難以承受；而現(xiàn)在，BAE Systems的機(jī)床誤差診斷幾乎瞬間便可完成，這使得停機(jī)時(shí)間大幅減少。

借助于雷尼紹球桿儀的診斷，一臺(tái)故障數(shù)控機(jī)床重新煥發(fā)活力，車間生產(chǎn)效率和質(zhì)量合規(guī)方面也取得了重大進(jìn)展，這令BAESystems受益頗多。