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如果不進行定期檢查和維護，數控機床會隨著時間的推移逐漸失去定位精度并引入誤差。

現代飛機的機身組件制造對精度和品質一致性有著嚴格的要求。機身組件的預期壽命必須與飛機的預期壽命相匹配，因此在金屬和復合材料的加工過程中，確保生產質量和可靠性至關重要。

全球防務、航空和安全公司BAE Systems為歐洲臺風戰機生產多種關鍵的機身組件。自2003年服役以來，歐洲臺風戰機這款高機動性戰機已列入了世界多個國家的空軍序列。

在英國薩默斯伯里機場先進的制造工廠，BAE Systems 80多臺數控機床正在高速運轉，生產著多種高價值機身組件。

為確保零件質量穩定、減少材料浪費并提高效率，保持五軸機床的性能和產量成為公司生產線工程師的主要職責之一，定期進行數控機床檢測和校準檢查便顯得至關重要。早期BAESystems便使用了雷尼紹的第一代QC10球桿儀機床診斷系統。此后，開始啟用第二代無線球桿儀系統。

QC20-W球桿儀系統

如果數控機床的定位性能達到理想狀態，那么在任意兩直線軸聯動中，圓弧插補都會與設定的圓形軌跡完全吻合。QC20-W無線球桿儀可提供比較實際軌跡和設定軌跡的方法，以此確定是否存在誤差。

挑戰

即使是最好的數控機床，如果不維護，定位精度也可能會逐漸下降，從而產生加工誤差。組件磨損、碰撞造成的損壞、安裝錯誤，甚至是基座振動和環境溫度的變化都可能對精度造成不利影響。

BAE Systems的制造工程師曾發現在眾多的機床中，有一臺機床的加工精度正在緩慢下降，車間操作人員漸漸對其性能失去了信心。由于越來越難以生產出達標的零件，問題機床逐漸被閑置。

解決方案

為了協助定期進行數控機床的性能診斷，BAE Systems以前使用雷尼紹的QC10球桿儀系統來識別特定的機床性能誤差。

現在開始使用QC20-W無線球桿儀，還啟動了一項涵蓋整個工廠的預防性維護計劃，對數控機床進行定期檢查。

通過解析所有機床的QC20-W診斷數據趨勢，BAE Systems制定了一套可靠的誤差范圍基準，以此對所有機床的性能進行快速檢查。

BAE Systems現能夠更深入地研究那臺已退出生產序列的問題機床。其使用球桿儀觀察到了一個200μm的XY圓度誤差。用球桿儀診斷軟件，確定機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。通過優化X軸驅動參數糾正了伺服不匹配問題。使用球桿儀再次進行檢查，以量化調整后獲得的改進。

然而再次檢查的結果顯示，即使伺服不匹配已被消除，機床仍存在嚴重誤差。下來又使用球桿儀和傳統量規進行了檢查和測量，發現誤差是由于X軸的滾珠絲桿磨損造成。翻新滾珠絲杠并重設反向間隙補償值后，機床這次達到了30μm的XY圓度要求，重新加入了生產序列。

BAE Systems專業制造工程師Jim Walsh評論道：“球桿儀檢測成為機床狀態檢查不可或缺的一部分，不僅有助于確保零件質量穩定一致，對于曾被認為是已無法勝任工作的機床，球桿儀還可令其重新煥發活力。”

結果

過去，漫長且代價昂貴的機床檢查和維修工作將導致出現大量的機床停機時間，令企業難以承受；而現在，BAE Systems的機床誤差診斷幾乎瞬間便可完成，這使得停機時間大幅減少。