龙门式可调节测量机加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种龙门式可调节测量机加工方法，包括以下步骤：（1）有限元分析；（2）安装Y轴铝板；（3）调节测量机底座的定位基准并锁紧底座；（4）一次走刀依次加工Y轴铝板各定位面；（5）在线安装Y轴双线轨，同时在线安装三角横梁和X轴铝板；（6）一次走刀依次加工X轴铝板各定位面；（7）在线安装X轴双线轨，同时在线安装Z轴模块安装板；（8）一次走刀依次加工Z轴模块安装板定位面；（9）整体在线自然时效处理；（10）在线安装X轴光栅尺、X轴磁板、Y轴光栅尺、Y轴磁板以及Z轴模块等；（11）拆除各专用夹具，加工过程结束。本发明加工测量机各定位面时分别一次装夹定位，一次走刀，可有效避免产生装配累积误差，工作效率高。
【专利说明】龙门式可调节测量机加工方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量机的加工方法，尤其是一种加工精度高的龙门式可调节测量机的加工方法，属于激光检测设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]为了提高机构的定位精度和重复定位精度，传统大型龙门式测量机主要部件通常采用花岗石制成，整体结构笨重，加工困难，可调节性差，空间可移动性差，而中小型测量机一般使用移动桥式、固定桥式、水平臂式等，但其整体结构特点决定了其稳定性差，几何精度易受外界环境(如重力、温度、振动等)的影响。
[0003]如图1所示，现有龙门式可调节测量机以金属材料为主制成，一般采用直线电机同步双驱动技术，包括底座1、安装在底座I上端两侧的Y轴铝板2、设置在底座I 一端三角梁3内侧的X轴铝板4以及Z轴模块安装板5，底座I上端两侧及三角梁3外侧分别设有数个调节装置6，Y轴双线轨7、Y轴磁板和Y轴光栅尺(图中未画出)分别安装在Y轴铝板2相应定位面上，X轴双线轨8、X轴磁板和X轴光栅尺(图中未画出)分别安装在X轴铝板4相应定位面上，Z轴模块安装在Z轴模块安装板5上，两个直线电机9分别支撑在Y轴双线轨7上，为了保证整个机构的测量精度，上述各零件的安装面需满足规定的几何精度要求。
[0004]对于以金属材料为主的中小型龙门式可调节测量机采用以单件加工、装配、检测、精度校正、再检测的传统工序已不能满足中小型龙门式测量机高效高精度的要求，而且有些结构复杂的单件在加工时定位困难，加工中需多次装夹，效率低，单件的平行度、垂直度等位置公差难以保证，加工精度低，此外，单件装配还存在累积误差，人为因素对精度影响大，给检测、校正精度 带来困难，有时甚至出现不能达到精度要求的情况。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种工艺简单、操作方便、加工精度高、效率高的龙门式可调测量机加工方法。
[0006]本发明通过以下技术方案予以实现:
[0007]一种龙门式可调节测量机加工方法，包括以下步骤:
[0008](I)对龙门式可调节测量机的强度和刚度进行有限元分析，根据分析结果进一步分析加工过程中刀具作用力对零件加工的影响；
[0009](2)将两块Y轴铝板分别安装在测量机底座上端两侧，并锁紧底座上各调节装置；
[0010](3)将测量机支撑在五轴加工中心机床上，分别调节测量机底座X、Y、Z三个方向的定位基准，并用专用夹具锁紧底座；
[0011](4)根据Y轴铝板定位面尺寸选择刀具，沿Y轴铝板定位面宽度方向一次走刀依次加工Y轴磁板定位面、Y轴线轨Z向定位面、Y轴线轨X向定位面、Y轴光栅尺定位面、Y轴上的定位孔以及螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度；
[0012](5)在线安装Y轴双线轨，并用千分表在线检测Y轴双线轨直线度、平行度等几何精度，达到精度要求后在线安装三角横梁和X轴铝板，并用专用夹具锁紧三角横梁，同时锁紧三角梁上的各调节装置；
[0013](6)根据X轴铝板定位面尺寸选择刀具，沿X轴铝板定位面宽度方向一次走刀依次加工X轴磁板定位面、X轴线轨Y向定位面、X轴线轨Z向定位面、X轴光栅尺定位面、X轴上的定位孔以及螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度；
[0014](7)在线安装X轴双线轨，并用千分表在线检测X轴双线轨直线度、平行度以及X轴双线轨与Y轴双线轨的垂直度，达到精度要求后在线安装Z轴模块安装板，并用专用夹具锁紧Z轴模块安装板；
[0015](8)根据Z轴模块安装板定位面尺寸选择刀具，沿Z轴模块安装板定位面宽度方向一次走刀依次加工Z轴模块安装板定位面、Z轴模块安装板上的定位孔和螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度。
[0016](9)整体在线自然时效处理；
[0017]( 10)在线安装X轴光栅尺、X轴磁板、Y轴光栅尺、Y轴磁板以及Z轴模块等，并用千分表在线检测安装精度；
[0018](11)装配完成后拆除各专用夹具，加工过程结束。
[0019]本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
[0020]前述的一种龙门式可调节测量机加工法，其中步骤(2)中底座与Y轴铝板之间、步骤(5)中三角横梁与X轴铝板之间分别安装三角塞块。
[0021]本发明加工龙门式可调节测量机Y轴铝板各定位面、X轴铝板各定位面和Z轴模块安装板各定位面时分别一次装夹定位，一次走刀，保证了各定位面、定位孔及螺纹孔的几何精度，同时也保证了各双线轨、各磁板、直线电机和各光栅尺的装配精度，特别是双线轨与相应光栅尺的平行度，加工精度高，可有效避免产生装配累积误差，消除了阿贝误差的影响，加工过程中同步跟踪检测加工精度，避免了几何精度的重复检测及调整，工作效率高，加工完成后采用整体自然时效消除加工残余应力，消除加工引起的翘曲，提高了系统的稳定性。
[0022]本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明龙门式可调节测量机的结构示意图；
[0024]图2是本发明的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对发明作进一步说明。
[0026]如图2所示，本发明在加工过程中采用油介质冷却和润滑，包括以下步骤:
[0027](I)对龙门式可调节测量机的强度和刚度进行有限元分析，根据分析结果进一步分析加工过程中刀具作用力对零件加工的影响；
[0028](2)将两块Y轴铝板2分别安装在测量机底座I上端两侧，底座I与Y轴铝板2之间安装三角塞块，以消除加工震颤，提高加工精度，同时锁紧底座I上各调节装置6 ；[0029](3)将测量机支撑在五轴加工中心机床上，分别调节测量机底座1X、Y、Z三个方向的定位基准，并用专用夹具锁紧底座I ;
[0030](4)根据Y轴铝板2定位面尺寸选择刀具，沿Y轴铝板2定位面宽度方向一次走刀依次加工Y轴磁板定位面、Y轴线轨Z向定位面、Y轴线轨X向定位面、Y轴光栅尺定位面、Y轴上的定位孔以及螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度；
[0031](5)在线安装Y轴双线轨7，并用千分表在线检测Y轴双线轨7的直线度、平行度等几何精度，达到精度要求后在线安装三角横梁3和X轴铝板4，三角横梁3与X轴铝板4之间安装三角塞块，并用专用夹具锁紧三角横梁3，同时锁紧三角梁3上的各调节装置6 ；
[0032](6)根据X轴铝板4定位面尺寸选择刀具，沿X轴铝板4定位面宽度方向一次走刀依次加工X轴磁板定位面、X轴线轨Y向定位面、X轴线轨Z向定位面、X轴光栅尺定位面、X轴上的定位孔以及螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度；
[0033](7)在线安装X轴双线轨8，并用千分表在线检测X轴双线轨8的直线度、平行度以及X轴双线轨8与Y轴双线轨7的垂直度，达到精度要求后在线安装Z轴模块安装板5，并用专用夹具锁紧Z轴模块安装板5 ；
[0034](8)根据Z轴模块安装板5定位面尺寸选择刀具，沿Z轴模块安装板5定位面宽度方向一次走刀依次加工Z轴模块安装板定位面、Z轴模块安装板上的定位孔和螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度。
[0035](9)整体在线自然时效处理，消除加工残余应力，避免二次变形；
[0036]( 10)在线安装X轴光栅尺、X轴磁板、Y轴光栅尺、Y轴磁板以及Z轴模块等，并用千分表在线检测安装精度；
[0037](11)装配完成后拆除各专用夹具，加工过程结束。
[0038]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种龙门式可调节测量机加工方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)对龙门式可调节测量机的强度和刚度进行有限元分析，根据分析结果进一步分析加工过程中刀具作用力对零件加工的影响； (2)将两块Y轴铝板分别安装在测量机底座上端两侧，并锁紧底座上各调节装置； (3)将测量机支撑在五轴加工中心机床上，分别调节测量机底座X、Y、Z三个方向的定位基准，并用专用夹具锁紧底座； (4)根据Y轴铝板定位面尺寸选择刀具，沿Y轴铝板定位面宽度方向一次走刀依次加工Y轴磁板定位面、Y轴线轨Z向定位面、Y轴线轨X向定位面、Y轴光栅尺定位面、Y轴上的定位孔以及螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度； (5)在线安装Y轴双线轨，并用千分表在线检测Y轴双线轨直线度、平行度等几何精度，达到精度要求后在线安装三角横梁和X轴铝板，并用专用夹具锁紧三角横梁，同时锁紧三角梁上的各调节装置； (6)根据X轴铝板定位面尺寸选择刀具，沿X轴铝板定位面宽度方向一次走刀依次加工X轴磁板定位面、X轴线轨Y向定位面、X轴线轨Z向定位面、X轴光栅尺定位面、X轴上的定位孔以及螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度； (7)在线安装X轴双线轨，并用千分表在线检测X轴双线轨直线度、平行度以及X轴双线轨与Y轴双线轨的垂直度，达到精度要求后在线安装Z轴模块安装板，并用专用夹具锁紧Z轴模块安装板； (8)根据Z轴模块安装板定位面尺寸选择刀具，沿Z轴模块安装板定位面宽度方向一次走刀依次加工Z轴模块安装板定位面、Z轴模块安装板上的定位孔和螺纹孔，并用千分表在线检测加工精度。 (9)整体在线自然时效处理； (10)在线安装X轴光栅尺、X轴磁板、Y轴光栅尺、Y轴磁板以及Z轴模块等，并用千分表在线检测安装精度； (11)装配完成后拆除各专用夹具，加工过程结束。
2.如权利要求1所述的一种龙门式可调节测量机加工法，其特征在于:步骤(2)中底座与Y轴铝板之间、步骤(5)中三角横梁与X轴铝板之间分别安装三角塞块。
【文档编号】B23P15/00GK103817492SQ201310737100
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】王岩, 孔飞, 孔啸, 张冬运, 张敏 申请人:江苏申模数字化制造技术有限公司