三坐标测量机空气轴承维护及气源要求

 　　三坐标测量机作为一种精密测量仪器,如果维护和保养及时,就能延长机器的使用寿命,并使精度得到保障和故障率降低。为了更好地掌握和使用三坐标 测量机,本文主要针对三坐标测量机用户气源净化处理及后期气源维护等问题提出解决办法。目前,有的三坐标测量机可以正常使用10～15 a,有的三坐标测量机却事故频繁,其日常维护是三坐标测量机保持性能稳定的关键,尤其以气源维护为主。

蔡司三坐标测量机

　　1 空气轴承工作原理

　　三坐标测量机属于精密测量设备,大多采用空气轴承导向,导轨间无摩擦和磨损,可以保持长期的性能均匀性。高压气体通过空气轴承中细小的气眼进入 工作面与导轨面之间,形成均匀的气隙,空气轴承的正常工作气隙在3～10μm之间。因此在压力正常的条件下,保证压缩空气的纯净度及导轨面的平面度是空气 轴承正常工作的关键,如图1所示。

　　1.1 国际标准

　　若要保证空气轴承正常稳定的工作,压缩空气必须符合iso8573-1标准[1,2],即含水体积质量为6 g/m3,含油体积质量为0.5 g/m3,微粒粒径<15μm,体积质量为8 g/m3。

　　1.2 气源要求

　　(1)如未及时更换滤芯,压缩空气中水及油体积质量超标,三坐标测量机导轨面将产生油迹或水迹,影响三坐标测量机的精度和正常使用。

　　(2)未及时清理油迹或水迹,空气中的灰尘颗粒落在导轨面上,与油迹或水迹混合,依附在导轨面上,将导致三坐标测量机无法正常运行,严重的可能烧毁三坐标测量机的伺服电机及其控制柜。

　　(3)未及时更换滤芯,压缩空气中的水、油体积质量超标,大量的油水混合物将通过电磁阀,带走其内部的润滑脂,造成电磁阀动作失灵,使其无法打开或关闭,将引起三坐标测量机的z轴失去保护,有可能撞坏三坐标测量机的测头部分。

　　(4)未及时更换滤芯,微尘含量或者颗粒大小超标,进入电磁阀,造成电磁阀动作失灵,即无法打开或关闭,可能引起空气轴承堵塞,导致其无法浮起,划伤导轨或空气轴承,测量机将无法正常使用[3,4]。

　　2 三坐标测量机正常使用要素分析

　　2.1 压缩空气管线正确布置

　　空气压缩机输送出的压缩空气温度在40～80℃之间,为保障三坐标测量机正常运行,建议安装冷凝设备,否则高温气体在管道内冷凝,形成大量的冷凝水,势必将腐蚀管道,产生铁锈。建议对压缩空气的管线按照一定方式进行布置,如图2所示。

　　选用的冷冻干燥机应该具备10℃或更低的露点温度,以防压缩空气喷射到导轨面产生冷凝水。管路内应该设置排水口,用于排除冷凝水和油。安装完供气管线后,在与过滤器连接之前,务必打开与冷冻干燥机连接的球阀,用高压气体直接清除管线内的杂质。

　　空气过滤器装置后面的管线禁止采用金属管线,以防锈迹污染,最好采用柔性管线连接,并且尽量缩短长度,以减少管线中的压降。

　　2.2 定期维护

　　每天用干净绸布/无纺布蘸适量的石高纯度酒精,由内向外擦拭气浮导轨的工作区域,检查各轴向运动是否正常。 定期排除过滤器及排水口的油、水混合物,并检查过滤器流量指示器是否工作正常,如果压降超出规定的要求,则必须更换滤芯。定期清理三坐标测量机表面(防尘罩外表面)及工作环境,检查压力表示值是否正常。

　　2.3 更换滤芯

　　过滤器滤芯的寿命与压缩空气的质量有关,即使刚使用的过滤系统也最好在一年内更换一次滤芯,随着空压机使用时间的增长,滤芯更换的周期也要相应缩短。

　　大部分三坐标测量机床身过滤器具备自动排水功能,当过滤杯内产生过多的油水混合物时,滤杯底部的浮子将会浮起,并打开底部开关,油水混合物在压 力作用下,将会排出过滤器,建议在过滤器下端安放盛接水的容器。当过滤器工作一段时间之后,由于水、油和杂质的存在,将导致滤芯堵塞,过滤器两端压降增 加,流量指示器则变红(正常工作时为绿色),这时必须立刻更换滤芯,即使气源质量较好,也要一年更换一次。部分过滤器的流量指示器带有示值表头,当压缩空 气压力差值达到某一范围时就需要更换滤芯,切忌使用丙酮、乙醚及甲苯等溶液清洗。

　　更换滤芯时,要首先关掉控制柜,切掉气源,松脱紧固螺钉,将过滤器拆下,拆之前要分别标明各出气管道,避免安装时产生混淆。将过滤器拆下后,按 住罩杯开关,按照规定的箭头方向旋转约1/4圈,拆下罩杯。注意如果过滤杯内含有油水混合物,竖直放置过滤器,避免油水混合物倒流进过滤器通道内,造成污 染。如果操作不慎,造成倒流,建议更换完滤芯后,先直接通气,用高压气体清洗通道。拆下罩杯后,要小心轻拿轻放,避免磕碰。按照标注的图示方向拆卸滤芯, 在拆卸过程中,注意各零件安装的顺序及旋紧的力度,重新安装时应避免过紧或过松。更换滤芯、导流轮和过滤杯内壁附着液滴,则需要用海绵蘸适量石油醚溶液擦 洗、吹干。更换完毕后,将各零件按照顺序重新安装到三坐标测量机上。

　　在工作状态下,如果过滤杯内出现油水混合物,应按照标注的方向按手动排气阀,在压力作用下,油水混合物将排出过滤杯。如果每天都有一定量的油水混合物的排出,建议每三个月更换一次滤芯;若压缩空气气源质量较好,建议每年更换一次滤芯[6～8]。

　　三坐标测量机使用空气轴承,理论上是永不磨损的结构。用户严格按照规定的使用要求配备空气过滤净化装置,再加上三坐标测量机本身配置的精密过滤 器,基本上可以过滤掉气源中的水分、油分和粉尘等杂质。平时只要提供优质的气源,精心维护与保养空气轴承、供气管路系统、过滤系统等,定期、及时地更换过 滤系统中的滤芯装置,就能够延长三坐标测量机的使用寿命,提高三坐标测量机的使用效率,精度也能得到有效地保证

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