本文從環(huán)境和預(yù)防調(diào)整入手，分析各種因素造成的影響，并相應(yīng)的提出了改善意見。 從實際工作出發(fā)，對齒輪測量中心的結(jié)構(gòu)和主要部件進行了說明，起到導(dǎo)引的作用，可以繼續(xù)深入地說明一些設(shè)備的機理。 齒輪測量中心的精度維護是重中之重，通過定期的精度檢測，可以及時地發(fā)現(xiàn)問題。 早期調(diào)整對設(shè)備的可動率提升和維護測量精度有著重要的作用，對設(shè)備的測量方法和調(diào)整方法做出的說明，最后還舉例闡述了一些故障和維修方法。

　　齒輪檢測中心是制造齒輪類零部件企業(yè)必備的檢測類設(shè)備， 其檢測效率高， 檢測精度高， 設(shè)備復(fù)雜程度高。正是因為這 “三高”， 造成了齒輪檢測中心的維修難度高， 維修周期長。目前高端的齒輪檢測中心被德國的克林貝格和美國的格里森所占據(jù)。其次還有日本大阪精機、 三豐， 德國溫澤、 馬爾等品牌的齒輪測量中心。進來隨著技術(shù)的突破， 哈量等國內(nèi)廠家也相繼推出了多種齒輪測量機。

　　01齒輪測量機的組成

　　雖然齒輪測量機品牌眾多， 但總體結(jié)構(gòu)是一致的。有測量系統(tǒng)、 運動控制系統(tǒng)、 人機交互系統(tǒng)、機架、 附屬部件組成。測量系統(tǒng)主要由測頭、 光柵和軸位置采集系統(tǒng)所構(gòu)成。測頭是機床感知零件位置的接觸裝置。現(xiàn)在的測頭已從傳統(tǒng)的電感式一維測頭向三維測頭發(fā)展， 采用三維測頭無需手動轉(zhuǎn)動測頭， 即可改變測量方向， 極大地提高了測量效率。測頭的原理如下：當(dāng)測頭接觸零件表面 (一維測頭) 或測針帶動傳導(dǎo)裝置在測頭中產(chǎn)生相對位移時 (三維測頭) 告知位置采集系統(tǒng)開始讀取位置信息。軸位置采集系統(tǒng)的作用是在測頭發(fā)出測量信號時讀取光柵中各軸的位置信息， 并將采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)反饋到計算機中。光柵和測頭是齒輪測量中心的關(guān)鍵性部件， 光柵部件當(dāng)前大多數(shù)齒輪測量中心生產(chǎn)企業(yè)都采用德國海德漢公司的產(chǎn)品， 而三維測頭除德國克林貝格和國產(chǎn)精達等少數(shù)廠家外均使用英國雷尼紹的產(chǎn)品。

　　運動控制系統(tǒng)是將計算機中的測量程序轉(zhuǎn)化為控制信號， 經(jīng)X、Y、 Z、C軸的協(xié)調(diào)動作， 完成自動測量和手動控制。初期的控制機構(gòu)使用DC伺服系統(tǒng)， 控制精度差， 故障率高， 集成度低， 但便于維修?，F(xiàn)在新設(shè)計的齒輪測量機都是用AC伺服全閉環(huán)系統(tǒng)， 其控制精度高， 速度響應(yīng)快， 集成度高， 但不易維修。國外的齒輪測量 機如格里森、 克林貝格等品牌的齒輪測量中心多使用自己設(shè)計的運動控制系統(tǒng)， 這樣可以優(yōu)化整機性能， 提高測量精度。而國產(chǎn)齒輪測量中心因國內(nèi)沒用相應(yīng)的運動控制系統(tǒng)， 多使用日本安川、 美國科根摩爾等運動控制系統(tǒng)。特別要強調(diào)的是光柵， 在齒輪測量中心中光柵不但是測量時位置信息的提供元件， 同時也是運動控制系統(tǒng)中的反饋元件。在實際測量過程中， 也是經(jīng)常出現(xiàn)問題的部件， 光柵由定尺和動尺組成， 定尺是基于金屬和玻璃材質(zhì)的反射標(biāo)的物， 上面是精細的刻線以生成條紋， 其本身的特性就決定了它不耐油污， 害怕腐蝕和劃傷， 平時應(yīng)使用無水酒精和無紡布定期清潔。動尺即一般所說的讀數(shù)頭， 它是光柵中用戶可以維修的部件， 但所需技能甚高， 一般用戶要慎重處理， 以免造成不必要的損失， 基于光柵的維修診斷十分困難， 光柵生產(chǎn)廠家都有專用的光柵檢測器， 可以十分迅速的診斷出光柵的問題。

　　克林貝格P40齒輪測量機Z軸光柵

　　人機交互系統(tǒng)即工業(yè)計算機和打印機， 各生產(chǎn)廠家都會基于齒輪測量中心的操作、 維護設(shè)計不同的軟件， 用戶再居于軟件編寫自動測量程序， 目前通過智能化的用戶軟件和自學(xué)習(xí)功能， 用戶可以在廠家的指導(dǎo)下編寫測量程序， 而無需十分專業(yè)的技能了。但作為維保人員需要定期給硬盤做備份， 操作人員應(yīng)注意防范電腦病毒和非法關(guān)機引起的硬盤故障， 大多數(shù)齒輪測量中心的計算機只認唯一的硬盤， 一旦更換會造成無法使用測量軟件， 需聯(lián)系生產(chǎn)廠家安裝操作系統(tǒng)后在系統(tǒng)C盤下重新裝入硬盤序列號等身份文件后才 能安裝測量軟件并繼續(xù)使用， 費用高周期長。機架是齒輪測量中心的基礎(chǔ)， 好的機架可以有效抵御溫度和濕度所造成的測量誤差， 同時也是齒輪測量中心的機械精度的保證， 很多高檔齒輪測量中心都是用大理石床身， 其材質(zhì)穩(wěn)定， 有利于提高測量精度。除了大理石床身還有就是鑄鐵床身， 但無論是哪種床身， 在落位時都應(yīng)做床身超平， 防止因床身傾斜造成的二次安裝誤差和測量誤差。輔助裝置包括氣源和干燥器以及穩(wěn)壓電源， 由于齒輪測量機包含氣動元件， 所以氣源的壓力要恒定， 要保證壓縮空氣中的含水量低于374g/M3 。穩(wěn)定的電源是測量系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)， 如測量環(huán)境電壓波動過大， 還要增加穩(wěn)壓器。

　　克林貝格氣動原理圖

　　02 工作環(huán)境的要求

　　齒輪測量中心在測量中應(yīng)盡量避免環(huán)境因素對測量結(jié)果的影響， 主要的影響因素有以下幾個方面：

　　溫度：做質(zhì)保工作的人都知道溫度對檢測 的重要意義， 保持測量環(huán)境的恒溫(20℃) 是齒輪測量中心工作的基礎(chǔ)。需要重點說明的事， 為 了保證恒溫一般會把齒輪測量機放置于密閉空間中， 這時應(yīng)避免因局部溫升造成的齒輪測量機測量溫度的變化， 如應(yīng)避開陽光直射、 空調(diào)出風(fēng)口 (以及其它設(shè)備的散熱裝置出風(fēng)口)、 暖氣等設(shè)施對齒輪測量機的影響。同時要注意的是齒輪測量機中都帶有溫度傳感器， 尤其要嚴禁傳感器靠近熱源。

　　濕度：濕度對齒輪測量中心的測量精度會產(chǎn)生間接影響， 這體現(xiàn)在壓縮空氣含水率過高會造成氣壓波動， 影響氣動元件的正常工作， 進而 導(dǎo)致設(shè)備的故障， 有些測量中心的光柵使用負壓 (即從光柵中向外吹氣， 防止微小的異物和油污 進入)， 壓縮空氣中含水率過高， 會造成光柵的 污染。另外空氣中濕度太大會影響齒輪測量中心零部件的壽命， 尤其是臨近海邊， 含鹽成分過高的潮濕空氣對齒輪檢測中心的壽命影響更大。通常要求測量環(huán)境的濕度在50%-60%之間。

　　電源質(zhì)量：檢測設(shè)備對所使用的電源質(zhì)量要求還是很高的， 齒輪測量中心在安裝時都要安裝穩(wěn)壓電源， 保證220V或380V的輸入電源電壓 波動不會超過3%， 應(yīng)使用單獨的供電電源， 盡量避免與其它加工設(shè)備(尤其是高頻設(shè)備)共用， 如必須與其它設(shè)備共用電源， 可使用隔離變壓器等設(shè)備將測量電網(wǎng)屏蔽起來。對于容易停電的使用環(huán)境應(yīng)增加UPS， 防止突然斷電對齒輪測量中心的影響， 對于雷電影響較大的區(qū)域應(yīng)使用DSP削弱尖峰電流， 降低雷擊造成設(shè)備故障。同時應(yīng)注意防止干擾的產(chǎn)生， 加強接地屏蔽的作用， 有些電網(wǎng)零地混用， 有時會跳閘， 甚至擊穿電子元件， 有時會產(chǎn)生異常故障。如有必要應(yīng)單獨為測量設(shè)備建立專用地線防止干擾。

　　震動：齒輪測量中心應(yīng)遠離振動源， 避免震動對測量的影響， 在工廠建設(shè)或改造時應(yīng)為測量間建造整體地基， 要求地基厚度至少達到1.5M， 在地基周圍建立厚度為10CM的防震帶。

　　03機械精度的調(diào)整

　　由于齒輪測量中心屬于精密量儀， 對自身的精度和周圍環(huán)境要求很高， 但工作一段時間后， 因機械磨損和環(huán)境變化會導(dǎo)致機械精度下降， 所以每隔一段時間就要對齒輪測量中心的機械精度進行檢查， 對于超過標(biāo)準值的要進行必要的調(diào)整， 使其達到測量精度要求， 這也是齒輪測量中心維保工作中最為重要的內(nèi)容， 一般而言齒輪測量中心是工廠的最終檢驗手段， 所以保證齒輪測量中心的測量精度也就是保障齒輪的質(zhì)量。齒輪測量中心的機械精度主要是頂尖、 芯棒檢測和標(biāo)準樣板檢測。頂尖、 芯棒測量包括以下：

　　1.下頂尖徑跳 2.上頂尖徑跳 3.上下頂尖同軸度 4.上下頂尖連線與垂直滑架的平行度， 包括徑向和切向兩個方向。

　　克林貝格P65芯棒檢測

　　針對以上檢查， 應(yīng)選用千分表測量， 精度等級為0.001mm， 具體的測量標(biāo)準值請參看每臺設(shè)備自帶的合格證書。標(biāo)準樣板測量如下：1.齒廓傾斜偏差 2.齒廓總偏差 3.齒廓傾斜偏差左右齒面差 4.螺旋線傾斜偏差 5.螺旋線總誤差 6.螺旋線傾斜偏差左右齒面差 7.齒距累積總偏差的示值誤差

　　克林貝格標(biāo)準樣板

　　對于芯棒和標(biāo)準件需妥善保管， 避免生銹和腐蝕， 每年應(yīng)定期送檢， 保證測量精度。在測量前應(yīng)將芯棒和標(biāo)準件與齒輪測量中心放在一起24小時， 保證兩者之間的環(huán)境因素相同。要注意的是標(biāo)準樣板的合格證中注有所有偏差的數(shù)值， 是標(biāo)準樣板的檢測依據(jù)， 要妥善保管。

　　04 維修實例

　　齒輪測量中心的機械維修部分主要是頂尖的 更換， 配重的調(diào)整以及配重鋼絲繩的更換， 氣動 元件的維修， 機械精度的調(diào)整。電氣的維修要注意系統(tǒng)內(nèi)部的板卡定義以及用途， 板卡中各接口的定義和用途， 常用I/O信 號的地址， 各板卡的連接關(guān)系， 齒輪測量中心維修軟件以及維修相關(guān)頁面的使用。通過以下幾個實例進行以下維修說明：

　　1.美國格里森Sigma V5硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)， 此臺設(shè)備已經(jīng)使用十年以上， 在齒輪測量中心中一 般有兩臺計算機 (也有用數(shù)控NC卡+計算機的， 基本原理相同)， 一臺用于人機交互， 一臺用于控制系統(tǒng)和測量， 兩者之間可以通訊交換信息， 人機交互計算機在使用過程中因病毒、 異常關(guān)機和非法操作的原因容易導(dǎo)致硬盤損壞， 所以在平時工作中要注意定期備份。同時要注意的是操作要嚴格按照程序操作， 防止因不當(dāng)操作引起的硬盤損壞。產(chǎn)生故障的Sigma V5就是因為長期非法關(guān)機導(dǎo)致的硬盤C區(qū)中部分程序丟失， 致使無法進入操作系統(tǒng)。通過硬盤掃描， 發(fā)現(xiàn)無物理性損傷。這時要注意的是一旦出現(xiàn)物理性損傷， 有些設(shè)備可以自行更換硬盤， 有些不可以需要廠家授權(quán)， 也可以使用硬盤修復(fù)軟件， 將壞道區(qū)隔離開即可。經(jīng)過ghost軟件將備份會裝就可以恢復(fù)正常工作。對于丟失的測量程序可以將D盤目錄中I386文件夾回裝入C盤即可， 經(jīng)恢復(fù)后設(shè)備可正常使用。

　　2.德國KLINGSLNBERG P40C下頂尖更換， 通過定期測量， 發(fā)現(xiàn)P40齒輪測量中心下頂尖磨損， 導(dǎo)致徑跳超差0.008mm無法滿足測量要求， 當(dāng)頂尖磨損后可以通過高精度外圓磨床修復(fù)， 或購買備件更換 ， 要求頂尖跳動出廠精度為≤0.001mm， 最大值不允許超過0.002mm。

　　更換頂尖如圖：

　　1、 擰松螺絲 (3)

　　2、 取下下頂尖 (2)

　　3、 清潔支撐面

　　4、 將新的頂尖放入轉(zhuǎn)臺 (4)

　　5、 稍微擰緊螺絲

　　6、 將千分表放在頂尖測量面上

　　7、 轉(zhuǎn)動C軸通過螺絲 (3) 調(diào)整精度至要求

　　8、 擰緊螺絲

　　9、 重新檢查頂尖徑跳

　　10、 必要時重新修正除使用千分表測量頂尖徑跳外， 還可以使用測針對頂尖徑跳進行測量， 操作程序如下：

　　1.選取F3界面

　　2.選取MX平面

　　3.讀取當(dāng)前坐標(biāo)值

　　4.手動將測針抵近頂尖測量位置

　　5.調(diào)整測量精度 (0.001mm)

　　6.手動轉(zhuǎn)動C軸

　　7.生成測量報告

　　3.國產(chǎn)哈量GM3040齒輪檢測中心軸報警故障處理， 該設(shè)備搬遷后各軸無法移動， 故障報警燈亮起。GM3040齒輪測量中心的伺服控制器使 用日本安川的Σ系列伺服， 測量系統(tǒng)為國產(chǎn)型號， 根據(jù)系統(tǒng)報警信息為伺服故障， 打開電柜發(fā)現(xiàn)伺服放大器面板顯示報警， 通過翻閱伺服放大器手冊， 查明是極限開關(guān)超程報警， 檢查超程開關(guān)沒有損壞， 同時使用伺服軟件連接放大器后， 檢查發(fā)現(xiàn)所有軸超程開關(guān)全部失效， 判斷為外部接口CN1或CN1電纜故障， 進一步排查發(fā)現(xiàn)是CN1電纜折斷， 導(dǎo)致信號失靈， 更換電纜后故障 排除， 設(shè)備恢復(fù)正常功能。

　　05 保養(yǎng)

　　齒輪測量中心是非常復(fù)雜的測量設(shè)備， 在平時的工作中要特別重視預(yù)防性維修和調(diào)整保養(yǎng)， 平時應(yīng)制定保養(yǎng)和檢測周期， 一般每日工作前要對設(shè)備外觀， 氣源氣壓， 穩(wěn)壓器工作情況， 防護和安全裝置進行檢查。每周對設(shè)備進行一次機械精度檢測， 超出測量標(biāo)準時及時調(diào)整。當(dāng)設(shè)備長時間停機或遇其它機械故障修復(fù)后也應(yīng)對機械精度重新測量和調(diào)整。每月還要對標(biāo)準樣板進行測量， 比對數(shù)值， 防止測量誤差的產(chǎn)生。每年要對設(shè)備硬盤進行備份， 當(dāng)更新測量程序時， 還要對測量程序及時備份。

　　哈量GM3040齒輪測量中心結(jié)構(gòu)圖

　　每半年對設(shè)備保養(yǎng)一次， 包括齒輪測量中心的各軸光柵的清擦， 各軸滾珠導(dǎo)軌的清擦， 清擦后的涂油 (注意：應(yīng)涂抹潤滑脂， 不能使用潤滑油)， 測量中心電柜、 機械內(nèi)部、 計算機內(nèi)部的除塵。氣壓系統(tǒng)三聯(lián)件的密封以及添加潤滑油， 穩(wěn)壓器的清潔和保養(yǎng)， 齒輪測量中心重力軸配重的調(diào)整等項工作。

　　06 總結(jié)

　　齒輪測量中心的精度高、 資料少、 維修困難， 需要維修人員多積累， 多學(xué)習(xí)， 同時在維修的基礎(chǔ)上， 應(yīng)注意的是還要學(xué)習(xí)操作和質(zhì)量相關(guān)的知識， 因為齒輪測量中心的伺服負載很小， 一般情況而言， 齒輪測量中心的軟件故障調(diào)整問題要遠遠多于硬件故障。只要我們平時處理好環(huán)境因素， 謹慎操作、 注意保養(yǎng)和檢測， 齒輪檢測中心的故障率是很低的。