什么是球杆仪

        目前国内数控机床的精度检测多采用试切试件质量的方法，因此很难分析数控机床误差产生的根源，其调试周期也较长，这就严重影响了数控机床生产率和精度的提高。因此，在机床的精度验收和维修诊断中广泛应用球杆仪，对机床制造厂和用户来说都是十分重要的。

        球杆仪是一种能快速、方便、经济地检测数控机床两轴联动性能的仪器，它与激光干涉仪互补使用，作为评价机床动态轮廓精度精密仪器。

        球杆仪的两端均为精密球体，一端通过磁性架固定在机床的工作台上，另一端则固定在机床的主轴上，球杆和球座的连接方式能保证球杆沿任意角度转动，球杆中靠近主轴一端带有线性位移传感器。球杆与机床工作台和主轴之间均通过磁性连接，然后编制程序使机床作半径等于球杆长度的任一XY、XZ、YZ平面内的圆形运动，比如加工中心。传感器检测出半径方向的长度变化量，再通过软件对其进行自动分析，就可得到该平面内机床各种误差的数据，同时给出各种误差优化表。典型的误差源包括：轮廓综合圆度误差、垂直误差、伺服增益不匹配误差、滚珠丝杠周期误差、爬行误差、机床振动和垂直误差、光栅尺/编码器误差、间隙和其他换向误差、直线度误差、反向跃冲等。

        由于球杆仪可快速检测机床精度，诊断出误差源，自动分析机床精度状态，并标出量化概念机解决办法，因此在以下几个方面得到了广泛的应用：

        （1）动/静态检测数控机床精度   为方便机床验收检验，可用球杆仪快速进行机床的精度检验。球杆仪现以被国际机床检验标准所采用，如ISO230，ANSI B5.54等，代替NAS试件切削。同时，在ISO标准中已规定了用球杆仪检测机床的方法，用它可方便地进行机床之间的性能比较，提示机床问题，建立机床性能档案。

        （2）机床动态特性测试和评估、分离故障源   球杆仪可以快速找出并分析机床问题所在，主要可检查反向差、背隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等。例如机床撞车事故后的检测，可用球杆仪快速告诉操作者机床是否可继续使用，如不能继续使用，也能通过机床误差的自动分离，帮助维修工程师快速找到机床故障所在，并集中精力去解决问题与故障。

        （3）机床切削参数的快速优化   在不同进给倍率条件下用球杆仪检测机床，就可采用满足加工精度要求的机床进给率进行加工你，从而避免了废品的产生。

        （4）实现机床误差趋势分析及预防性维护   球杆仪可以揭示机床精度变化趋势，可提醒维修工程师注意机床已有或可能出现的问题，不致酿成大故障，可大大方便机床的保养和维护。

        球杆仪系统在机床不拆卸的情况下，即可掌握机床在运行状态的精度信息，查明产生故障的部位和原因，或预知系统的异常和劣化得趋势，因此，在机床的精度验收、维修诊断以及维护保养中将发挥很大的作用。

枣庄市滕东机床有限公司

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