浅谈机床卡盘的现场检测方法

　　【摘要】本文结合工作实际，针对机械制造现场车床卡盘的使用检测情况，结合现在流行的先进检测技术，讨论了卡盘现场检测的一系列流程和方法。
　　【关键词】卡盘检测激光位移测距夹紧力测试
　　1引言
　　卡盘作为车床的主要附件，用于夹持工件，并传递主轴扭矩，是车床和工件之间的连接桥梁[1]。卡盘的质量直接影响了工件的加工质量。
　　在日常生产中，我们很难判断卡盘的质量好坏，或者说很难确定卡盘是否仍然能够满足工件的加工精度要求。一线的工人师傅通常会采用检测盘面跳动，测量检测棒的圆跳动，甚至是拆卸卡盘查看内部零部件的磨损情况来判断卡盘的是否仍然能够使用。这些方法不仅低效，而且很不准确，同时也依赖于操作工人的主观经验。这就导致卡盘在工作中失效后很难被及时发现，通常都是等到加工工件出现质量问题，无法找到其它的原因，采用问题倒推的排除法才能发现原来是卡盘的问题。此时，工件已经报废，经济损失无法换回。
　　为了改变这种状况，提高对卡盘使用过程中的检测能力，本文将探讨卡盘有效性检测的标准流程和方法，为一线生产操作人员提供指导和参考。
　　2卡盘检测的基本流程
　　卡盘的大小通常按照其盘面直径来确定，由6寸、8寸等不同规格，通常我们称之为160卡盘和200卡盘，不同规格的卡盘由不同的接口形式；同时车床的主轴也有各种不同的规格，根据主轴孔的大小有A26和A28等多种规格；不同规格的卡盘和主轴端通过过渡盘连接，因此，我们在检测卡盘之前首先必须确保车床主轴和过渡盘是合格的，但是如果每次检测卡盘都需要先将卡盘和过渡盘拆下，在依次检测主轴、过渡盘和卡盘的话，会比价繁琐。通常情况下，除非受到撞击，主轴和过渡盘一般不会有问题。所以，结合实际情况，我们在卡盘检测时会直接检测卡盘，如果卡盘检测合格，那么主轴和过渡盘就没有必要再检测了。如果卡盘检测不合格，我们会再采用排除法依次检测过渡盘和主轴，以确定问题所在。
　　具体的检测流程如图1所示：
　　（1）检测卡盘，如果检测结果合格，则卡盘合格；
　　（2）卡盘不合格，检测过渡盘，过渡盘合格，则卡盘不合格；
　　（3）过渡盘不合格，检测主轴，主轴合格，则过渡盘不合格。更换合格过渡盘后再检测过渡盘，直至合格为止；再检测卡盘，检测结果合格则卡盘合格，不合格则卡盘不合格；
　　（4）主轴不合格，则需要确定是更换主轴或者轴承，然后重新检测，直至主轴检测合格为止；在检测过渡盘，若不合格则更换过渡盘再重新检测，直至合格为止；过渡盘检测合格后，检测卡盘，检测结果合格则卡盘合格，检测结果不合格则卡盘不合格。
　　以上检测设计主轴、过渡盘和卡盘的反复转配和拆卸，工人在操作时务必按照既定流程执行，防止因为拆卸和装配的原因影响检测结果，从而不断反复以上步骤。
　　3卡盘圆跳动的检测方法
　　通常我们所说的卡盘检测，就是指卡盘的圆跳动检测。在生产现场，一般都是用百分表（或千分表）直接检查卡盘的端面跳动或者圆周跳动。这样的检测有一个前提，即卡盘的工作圆心与卡盘的外圆同圆度和同心度，以及卡盘端面的垂直度必须保持在一定公差范围内。但实际上，卡盘在制造的过程中，外圆或者端面并不是精度要求高的加工面，很难达到上述同圆度或者垂直度的要求。这样的检测只能对卡盘的工作状况作出初步的判断。
　　比较合理的检测方法应该是采用专用的检测棒。将检测棒用卡爪夹紧，转动卡盘，用仪器得出检测棒的跳动，即可得卡盘的圆心跳动，如图2。
　　在跳动检测中，常用的检测量具是百分表，但是百分表在检测时卡盘无法高速转动，这样就无法检测卡盘实际工作状态下的圆跳动，因此，我们引入了激光传感技术。
　　激光位移传感器测距原理是使用三角形测量法检测RS-CMOS反射光的位置，通过检测该变化就能测量目标物的位置，该传感器几乎可对所有材料的被测物体进行点式位移测量。如图3所示，为激光位移传感器三角测量法的原理图和实物图，激光二极管发出的光束经会聚透镜聚焦后垂直射到被测物体表面上，当被测物体表面因运动而在该方向产生位移X时，接收透镜接收被测物体表面入射光点处的散射光，使其成像在COMS敏感面上的不同位置，从而测量出物体的位移值[2]，如图3。