【摘要】介绍了一种在数控铣床上使用机械式偏心寻边器准确并可重复性高地进行工件定位的操作方法，这种操作方法逻辑性强，操作简便。
关键词：机械式偏心寻边器；准确定位；提高重复定位精度
1寻边器简介
数控铣床和加工中心在现代智能制造产业中的使用已经越来越广泛。在使用数控铣床和加工中心生产单件或小批量零件时，为了精确地确定工件在机床上坐标位置并且保证不损伤工件表面，通常会使用寻边器完成[1]。使用寻边器可以准确地确定被加工工件的X轴和Y轴的坐标位置[2]。
常见寻边器的种类有机械式偏心寻边器、光电式寻边器、量表式3D寻边器和数字式3D寻边器等。其中机械式偏心寻边器，也称为分中棒，因为价格便宜，使用方便，在一般的数控铣床和加工中心制造中被广为使用。
2机械式偏心寻边器的典型结构与工作原理
典型的机械式偏心寻边器结构包含夹持部分、中空上偏心检测部、中空的下偏心检测部、连接上下检测头的弹簧、固定弹簧的结构和各部位的盖板等。
它的工作原理是将寻边器夹持在机床主轴上进行低速旋转，通过寻边器自动偏心作用调整达到找寻工件的加工中心位置的目的。
3机械式偏心寻边器的使用方法
典型的机械式偏心寻边器在使用中，首先将寻边器装夹在主轴上，用手指轻压测定子部分，使其产生一定量的偏心（通常使其产生0.5~1mm的偏心即可），将寻边器靠近工件被测量的端面（与端面之间有2~5mm的间隙即可），接着使寻边器跟随主轴做低速旋转运动（转速一般在400~800转/min），此时可以明显地观察到测定子的偏心旋转运动（见图1），
图1测定子的偏心旋转运动
当逐步缩小寻边器与端面之间的间隙时，可以观察到测定子的偏心旋转运动幅度逐渐变小，当寻边器与端面完全接触后，测定子的偏心旋转完全消失（第一次“临界”状态）（见图2），
图2测定子的偏心旋转运动消失的临界状态
当进一步改变寻边器与端面之间的相对位置时，测定子又会重新滑出、偏心（第二次“临界”状态）（见图3），此时的主轴中心位置与被测量端面之间的位置相差了测定子的半径，主轴中心位置可以从数显尺或刻度盘上准确地确定，由此就可以精确地测定端面的加工位置。
图3测定子再次刚刚滑出时的偏心旋转运动
4机械式偏心寻边器在使用中存在的不足
5在数控铣床上使用机械式偏心寻边器的操作方法
为了达到正确、可重复地找到两次“临界”状态，可以充分利用数控铣床和加工中心的先进性能，例如数控铣床手动脉冲发生器（也简称为“手轮”见图4）可以使机床产生精确的、定量的移动，这使使用机械式偏心寻边器对工件进行精确、可重复的对刀成为可能。具体操作方法如下：
图4手动脉冲发生器
（1）检查、确定寻边器完好。
（2）将寻边器直接安装在主轴上，尽量不要使用钻夹头等过渡的方法装夹寻边器，以提高寻边器的测量精度。
（3）轻压寻边器的测定子，使其产生一定量的偏心。
（4）将寻边器靠近测量的端面，与端面之间有2~5mm的间隙。
（5）用较低的转速启动主轴。
（6）使用机床手轮的“X100”档位接近端面，当观察到测定子的偏心完全消失后，再多进一个格，此时，测定子会重新滑出。此时寻边器的定位精度是0.1mm。
（7）使用手轮“X100”档位，退一个格，此时可以观察到测定子的偏心又消失了。如果此时测定子偏心依然没有消失，可以再多退一个或几个格，直到测定子的偏心现象再次消失，但要记住多退了几个格。
（8）使用手轮的“X10”档位再次慢慢接近端面，认真观察测定子的偏心完全消失后，再多进一个格，此时，测定子会重新滑出。如果第7操作中多退了格，在第8步中首先要先使用“X100”档先多进那几个格后，再按照第8条的操作进行。此时寻边器的定位精度达到了0.01mm。这时，可以按照制造的精度决定此时的定位精度是否满足要求。满足要求，加工工件的定位操作完成。如果不满足要求，可以继续下列的操作。
（9）使用手轮的“X10”档位，退一个格，此时可以观察到测定子的偏心又消失了。如果此时测定子偏心依然没有消失，可以再多退一个或几个格，直到测定子的偏心现象再次消失，但要记住多退了几个格。
（10）使用手轮的“X1”档位再次慢慢接近端面，认真观察测定子的偏心完全消失后，再多进一个格，此时，测定子会重新滑出。如果第9步操作中多退了格，在第10步操作时，要首先使用“X10”档先多进那几个格后，再按照第10步条的操作进行。此时寻边器的定位精度理论上达到了0.001mm。
（11）至此，使用机械式偏心寻边器在某一端面的对刀工作完成。接着按照工艺要求完成其它端面的对刀，则被加工工件的X和Y的坐标位置就被准确地确定下来了。
6在实践操作中的示例
按照上述的操作方法，根据加工工艺的要求，可以精确、可重复地完成工件加工的定位工作，为正确地完成加工打好基础。下列几张相片是使用本方法确定某工件端面的实录，第一次操作结果如图5所示，第一次复查结果如图6所示，第二次复查结果如图7所示。
图5第一次操作结果
图6第一次复查结果
图7第二次复查结果
笔者不仅自己在实践中使用上述方法操作机械式偏心寻边器，还将上述方法推广给众多同事使用。在多年的实践中，证明了上述操作方法充分利用了数控铣床和加工中心的先进性能，逻辑清晰，操作简单，精度高，重复性好，具有推广的价值。
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