机床产品精度现场检验检测活动的作业安全规范

2023-02-21刘德品俞德晶

设备管理与维修 2023年1期

柳倩，周雷，刘德品，俞德晶，杜强

（1.滕州市综合检验检测中心，山东滕州 277599；2.滕州市燃气总公司，山东滕州 277590）

0 引言

机床（Machine Tool）是指制造机器的设备，在现代化建设中有着重大作用。无论是出厂检验还是技能提升改造，机床产品精度的检验检测活动都是产品质量控制的重要一环。如何安全、高效地完成检验检测任务是值得深思的问题，本文将就机床产品精度现场检验检测活动的作业安全规范展开研究。

1 整体框架构建

基于工程领域通用的“事前—事中—事后”的全过程控制理念，机床产品精度现场检验检测活动的作业安全规范可以划分为作业前准备、作业中管控和作业后管理3 个部分。

1.1 作业前准备

机床产品制造厂家的质检部门会对产品质量进行出厂检验，以明悉企业阶段性生产质量。应用户需要，制造厂或供方也会邀请第三方质检机构对机床产品进行检验检测，来验证产品是否符合合同要求。应科研项目或技改需求，第三方质检机构也经常会被邀请对机床产品进行检验检测，来探究产品是否达到预期目标。无论是哪一种检测，相关质检人员都应对作业安全提起足够的重视。

1.1.1 明确检验检测目的

现场作业前，质检人员要充分了解检验检测目的，是质量监控、合同验收，还是技改功能验证，或是其他。只有明确了检验检测目的，才能对后续的检验检测活动中的参数设置、轴线行程、进给速度、检测目标位置、检测顺序甚至检测时间安排有一个整体把握。特别是技改功能验证类，许多检测前置条件需要保持连贯性和统一性。如果检验检测的机床产品台（套）数较多、项目较复杂，检验检测时间跨度长、其他必要情况等需要编写测试大纲或测试方案的，应在作业前完成，并得到相关方的认可。

1.1.2 确定检验检测项目

通过与检测需求方沟通交流，作业前基本确定检验检测项目。机床产品类型众多，衡量产品质量的项目也各有不同，作业前要明确待检机床产品的规格型号、数控系统型号、轴向行程、限位、待检轴向、检验依据等。

机床产品精度项目通常关注较多的是几何精度（根据机床类型不同，细分项目亦不同）、工作精度、直线轴定位精度和重复定位精度、回转轴线的定位精度和重复定位精度等。

1.1.3 检测前核查

到现场之前，需要核查人员、设备、检测能力是否满足检验检测需求。

（1）人员。分配的检测人员需接受过相关安全知识和设备使用等培训，有相关检测从业经历或培训经历，具有相关检验检测项目上岗证，能够进行相关检验检测项目的技术操作等。

（2）设备。根据检验检测项目和对应的检验依据，挑选检测设备：核对其技术参数能否满足检测需求；检测设备是否可正常运行；检测所需要的设备配套组件是否齐全（如磁力表座、百分表，激光干涉仪相关镜组、传感器、数据线、光闸、水平泡、光靶等）；检测设备是否处于检定/校准有效期内、有无异常等。

（3）检测能力。一般情况下，基于检验检测项目和对应的检验依据，对照承检机构的人员能力、设备状况等就可以判定是否具备检测能力。但是如果需要向社会出具具有证明作用的数据或结果，则还需要核对承检机构是否已获得相应项目的检验检测机构资质认定和实验室认可。

（4）其他。作业前要准备好相关的原始记录表格等，以待现场记录实际作业情况。

1.2 作业中管控

完成作业前准备后，质检人员就可以携带检测设备到现场作业。现场作业时可从以下4 个方面进行核查和管控。

1.2.1 检测前准备

（1）调平。为了得到机床的静态稳定性，检验前必须将机床安置在适当的基础上，并根据机床特点、按照制造厂的说明书调平机床[1]。被检机床应完成装配并经充分运转。在开始检验定位精度和重复定位精度之前，机床的调平、几何精度和功能检验等应完全符合要求[2]。

（2）温升。测量几何精度时，考虑到从环境温度上升到工作温度的一个正常周期内，机床尺寸会发生变化，特别是在主平面和轴向平面内的构件位移（包括主轴），以及主要依靠丝杠保证定位精度的轴向驱动系统和定位反馈系统，由制造厂和用户协商决定环境温度和进行升温的步骤[1]。一般将机床空运转，尽可能使润滑和温升在正常工作状态下评定机床几何精度。定位精度检验前12 h 和检验期间每小时环境温度的最大变化率，以及机床检验前的升温操作按供方/制造厂和用户之间协商内容进行。

（3）运转和负载。几何精度的检验可在机床静态下进行，或在机床空运转时进行。当制造厂有加载规定时（如重型机床），机床应装载一件或多件试件[1]。定位精度和重复定位精度项目所有的检验，均应在机床无负载，即无工件的条件下进行[2]。

（4）位置与速度。考虑到位置和速度也会对定位精度和重复定位精度结果有明显影响，作业前由供方/制造厂和用户之间进行协商确定以下内容：①测量仪器的位置和温度传感器的位置；②目标位置间的进给速度，如果需要则应明确用于正常工作范围的2000 mm 或360°测量行程的位置；③不在检验范围内的滑板和移动部件的位置；④在每个目标位置的停留时间；⑤确定第1 个和最后1 个目标位置[2]。

（5）其他。定位精度和重复定位精度检验期间，如果使用机内补偿程序，则应记录在检验报告中。非检验轴线上的滑板或运动部件的位置，应在检验单上标明。另外，机床和检具应在检测环境中放置足够长的时间（最好过夜），以确保在检验前达到热稳定状态。

1.2.2 现场核查

1.2.2.1 环境

（1）根据检验目的、检验依据以及检测设备的环境要求，核查现场环境情况（包括温度、湿度、气压、气流、光线以及热辐射等）是否满足要求。

（2）高精度、超高精度和温度波动对其精度有显著影响的机床检验场地要符合其相关标准要求。

（3）机床检验时，应注意防止气流、光线和热辐射的干扰。

（4）机床应防止受环境温度变化的影响，有恒温要求的机床应在规定的恒温条件下进行检验，检具在使用前应与机床等温。

1.2.2.2 待检设备

检测人员在现场需要对待检设备进行情况确认，如规格型号、装配完成度、周边环境（尽量减少周边环境影响）等。

原则上机床检验是在制造完毕的成品上进行，仅在特殊情况下才按照制造厂的说明书拆卸某些零部件，如为了检验导轨而拆卸机床的工作台[1]。开机以前，要检查各个部件的转动是否顺利、手柄位置是否正确，检查油路是否畅通，并对指定位置进行加油。开机时一定要观察设备旋转是否正常、是否有杂音[3]。

在现场环绕机床一周，排除周边环境中可能会影响到精度检测的风险因素（如强光照、强振动等），核查机床产品油、电、气状况是否适合开机运行。

1.2.2.3 数控系统

现场作业时要检查数控系统，保证数控系统已安装完成，并且可正常运行。同时，若遇到陌生的数控系统，则应与现场技术人员及时沟通、翻阅说明书、尝试调用系统，以尽快熟悉数控系统。

1.2.2.4 其他

由于特殊类型机床产品的检测，需要特制的卡盘卡具等配件，现场作业时要对此类配件进行核查，以查看是否可用，不可用的则需要及时沟通并采取相应替代措施或其他解决方案。

1.2.3 现场作业管控

1.2.3.1 人员

（1）现场作业时，必须要有可熟练操作机床的厂家技术人员配合。

（2）人员着装严格按照机床产品加工企业的安全要求进行。穿紧身防护服，落实“三紧”（领口、袖口和下摆），长发要戴防护帽，不能戴手套，穿戴劳动保护鞋。夏季禁止穿裙子、短裤和凉鞋上机操作。必要时，戴防护眼镜（如车削脆性材料工件时），或穿戴无尘服（如在无尘车间开展检测时）。

（3）工作时，必须集中精力，注意不应跟工件靠得太近。操作者必须熟悉机床性能，有操作证书。机床运转不正常、有异声或异常现象，或轴承温度过高的，要立即停车。工作场地应保持整洁，刀具、工具、量具要放在规定地方。床面上禁止放任何物品。机床在工作时操作人员不能随便的离开，更不能打闹嬉戏，如果有事需要离开，在离开时应切断电源，以避免其他人到机器上乱动发生事故，在工件加工过程不能对工件进行测量[3]。

1.2.3.2 程序试运行

安装检具前，需对机床进行程序试运行。以观察机床运行情况、判断程序是否调用合适、限位位置等，进一步确定测量位置。防止程序调用错误而导致机床撞击、镜组损毁等。对于初次接触到的数控系统或机床产品的检验检测，程序试运行十分必要。

如果试运行顺利，则可以在合适位置安装检具或测量镜组，开始几何精度或定位精度检测。

1.2.3.3 测量时配合与沟通

（1）作业时需要至少两人同时在现场，以保证安装镜组、调整激光发射器位置、数据采集以及机床运行等过程的作业安全和高效配合。

（2）检测时，质检人员与检测需求方保持沟通交流，大行程轴线预设的检测方式方法是否合适，是否应用内部补偿程序，是否扩大检测行程、更换检测位置以及是否能够现场修整机床等。

（3）现场作业时，探究类检测或检测出现异常情况时或其他特殊情况，检测需求方可能会与质检人员协商更改检测项目、更换检测位置或者增加检测次数等，质检负责人可以根据现场具体情况酌情处理。