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數控機床定位精度檢測的七種方式
發布時間（jiān）：2016-11-10
數控機床是數字控製機床的簡（jiǎn）稱，是（shì）一種裝有程序控製係統的自動化（huà）機床。該控製係統能夠邏輯地處（chù）理具有控製編碼或其他符號指令規定的程序，並將其譯（yì）碼，用代碼化的數字表示，南京第四機床有（yǒu）限公司通過信（xìn）息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控製信號，控製機床的動作，按圖紙要求的形狀和（hé）尺（chǐ）寸，自動地將零（líng）件加工（gōng）出來。
數控機床定（dìng）位精度，是指機床各坐標軸在數（shù）控裝置控製下運動所（suǒ）能達到的位置精度。數控機床的定（dìng）位精度又可以理解為機床的運（yùn）動精度。普通機床（chuáng）由手動進給（gěi），定位精度主要決定於讀數誤差（chà），而數控機床的移動是靠數字程序指令實現的，故定位精度決定（dìng）於數控係統和機械傳動誤差。機床各（gè）運動部件的運動是在（zài）數控裝置的控製下完（wán）成的，各運動部（bù）件在程序指令控製下所能達到的精度（dù）直接反映加工零件所能達到的精度，所以，定位精度是一項很重要的檢測內容。
1、直線運動定位精（jīng）度檢測
直線運動定位精度一般都在機床和工作台（tái）空載（zǎi）條件下進行。按國家標準和國際（jì）標（biāo）準化組織的規（guī）定（ISO標準），對數控機（jī）床的檢測，應（yīng）以激光測量為準。在沒有激光幹涉（shè）儀的情況下，對（duì）於一般（bān）用戶來說也可以用標準刻度尺，配以（yǐ）光學讀數顯微鏡進行比較測量。但是，測量儀器精度必須（xū）比被測（cè）的精度高1~2個等級。
為了（le）反映出多次定位中的（de）全部誤差，ISO標準（zhǔn）規（guī）定每一個定位點按五次測量數據算平均值和散差-3散差（chà）帶構成的定位點散差帶。
2、直線運動重（chóng）複（fù）定（dìng）位（wèi）精度檢測
檢測用的儀器與檢（jiǎn）測定位（wèi）精度所用的相同。一般檢測方法是在靠近（jìn）各坐標行（háng）程中點及兩端的任意三個位置進行測量，每個位置用快速移動（dòng）定位，在相同條件下重複7次定位，測出（chū）停止位置數值並求出讀數最大差值。以三個位置中最大一個差值的二（èr）分之一，附上（shàng）正負符號，作為該坐標的重複定位精（jīng）度，它是反映軸運動（dòng）精度穩定性的最基本指標。
3、直線運動（dòng）的原點返回精度檢（jiǎn）測（cè）
原點返回精（jīng）度，實（shí）質上是該坐標軸上一個特殊點的重複定位精度，因此它的檢測方法（fǎ）完全與重複定位精度相同。
4、直線運動的反向誤差檢測
直線運動的反（fǎn）向誤差，也叫失動量，它包括（kuò）該坐標軸進給傳動鏈上驅動部位（如伺服電動機、伺趿（tā）液壓馬達和步進電動機等）的反（fǎn）向死區，各機械運動傳（chuán）動副的反向間隙（xì）和彈性變形等誤差的綜合反映。誤差越大，則（zé）定位（wèi）精度和重複定位精度也越低。
反向誤差的（de）檢測方法是（shì）在所測坐標軸的行程內，預先向正向或反向（xiàng）移動（dòng）一個距離並以此停止位置為基準，再在同一方（fāng）向給予一定移動指令值，使之移動一段距離，然後再往（wǎng）相反方向移動（dòng）相同（tóng）的距離，測量（liàng）停止位（wèi）置與基準位置之差。在靠近行程的中（zhōng）點及兩端的三個位置分別進行多次（cì）測定（一般為7次），求出各個位置上的平均值，以所得（dé）平均值中的最大值為反向誤差值。
5、回轉工作台的定位精度檢（jiǎn）測
測量工（gōng）具有標準轉台、角度多（duō）麵體、圓（yuán）光柵及平行光管（準直儀）等，可根據具體情況選用。測量方法是使工作台正向（或反向）轉（zhuǎn）一（yī）個角度並停止、鎖緊、定位，以此位置作為（wéi）基準，然後向（xiàng）同方向快速轉動工作台，每（měi）隔30鎖緊定位，進（jìn）行測量。正向轉和反向轉各測量一周，各定位位置的實際轉角與理論值（指（zhǐ）令值）之（zhī）差（chà）的最大值為分度誤差（chà）。如果是數控回轉工作台，應以每30為一個目標位置，對於每個目標位置從正、反兩個方向進（jìn）行（háng）快速定位7次（cì），實際達到位置與目標（biāo）位置之（zhī）差即位置（zhì）偏差，再按GB10931-89《數字控製機床位置精度的評（píng）定方法》規定的方法計算出（chū）平均位置偏差和標準偏（piān）差，所有平均位置偏（piān）差與標（biāo）準偏差的最大值和與所（suǒ）有平均位置偏差與標準偏差的最小值的和之差值，就是（shì）數控回轉工作台的定位（wèi）精度誤差。
考慮（lǜ）幹式變壓器到實際使用要求，一般對0、90、180、270等幾個直角等分點進行重點測量，要求這些（xiē）點的精度較其他角度位（wèi）置提高一（yī）個等級。
6、回轉工作台的重複分度精（jīng）度檢測
測量方法是（shì）在回轉工（gōng）作台的一周內任選三個位置（zhì）重複定位3次（cì），分（fèn）別在正（zhèng）、反方向轉動下進行檢測。所有讀（dú）數值中與相應位置（zhì）的理論（lùn）值之（zhī）差的最大值分（fèn）度精度。如果是數控回轉工作台，要以每30取一個測量點作為目標位置，分（fèn）別對各目標位置從正、反兩個方向進行5次快速定位，測出實（shí）際到達的位置與目標位置之差值（zhí），即位置偏差，再按GB10931-89規定的方法計算出（chū）標準偏差，各測量點的標準偏差中最大值的6倍（bèi），就是數控回轉工作台（tái）的重複分度精度。
7、回轉工作台的原點（diǎn）複歸（guī）精度檢測（cè）
測量方（fāng）法是從7個任意位置分別進行一次原點（diǎn）複歸，測定（dìng）其停止位置，以讀出的最（zuì）大差（chà）值作為原點複歸精度。
應當指出，現有定位精度的檢測是在快速、定位的情況下測量的，對某些進給係統風（fēng）度不太好的數控機床，采用不同進給速度（dù）定位時，會得到不同的定（dìng）位精度值。另外，定位精度的測定結果與環境溫度和該坐標軸的工（gōng）作狀態有關，目前大部分數控機床采用半閉（bì）環係統，位置檢測元件大多安裝在驅動電動機上，在（zài）1m行程內產生0.01~0.02mm的誤差是不奇怪的。這是熱伸（shēn）長產生的誤差，有些機床便采用預（yù）拉伸（shēn）（預緊）的（de）方法來減少影響。
每個（gè）坐標軸的重複定位精度是反映該軸的最基（jī）本精度指標，它反映了該軸運動精（jīng）度的穩定（dìng）性（xìng），不能設想精度差的機床能穩定地用於生產。目前，由於數控係統功能越來越多，對（duì）每（měi）個坐（zuò）噴射器標運動精度的係統誤（wù）差如螺距積累誤差、反（fǎn）向間隙誤差等都可以進行係統（tǒng）補償，隻有隨機誤差沒法補償，而重複定位（wèi）精度正是反映了進給驅動機構（gòu）的綜合隨（suí）機誤差，它無法用數控（kòng）係統補償來（lái）修正，當發現它超差時，隻（zhī）有對進給傳動鏈進行精調修正。因此，如果允許對機床進行選擇，則應選擇重複定位精度高的機床為好。
數控機床定（dìng）位精度，是指機床各坐標軸在數（shù）控裝置控製下運動所（suǒ）能達到的位置精度。數控機床的定（dìng）位精度又可以理解為機床的運（yùn）動精度。普通機床（chuáng）由手動進給（gěi），定位精度主要決定於讀數誤差（chà），而數控機床的移動是靠數字程序指令實現的，故定位精度決定（dìng）於數控係統和機械傳動誤差。機床各（gè）運動部件的運動是在（zài）數控裝置的控製下完（wán）成的，各運動部（bù）件在程序指令控製下所能達到的精度（dù）直接反映加工零件所能達到的精度，所以，定位精度是一項很重要的檢測內容。
1、直線運動定位精（jīng）度檢測
直線運動定位精度一般都在機床和工作台（tái）空載（zǎi）條件下進行。按國家標準和國際（jì）標（biāo）準化組織的規（guī）定（ISO標準），對數控機（jī）床的檢測，應（yīng）以激光測量為準。在沒有激光幹涉（shè）儀的情況下，對（duì）於一般（bān）用戶來說也可以用標準刻度尺，配以（yǐ）光學讀數顯微鏡進行比較測量。但是，測量儀器精度必須（xū）比被測（cè）的精度高1~2個等級。
為了（le）反映出多次定位中的（de）全部誤差，ISO標準（zhǔn）規（guī）定每一個定位點按五次測量數據算平均值和散差-3散差（chà）帶構成的定位點散差帶。
2、直線運動重（chóng）複（fù）定（dìng）位（wèi）精度檢測
檢測用的儀器與檢（jiǎn）測定位（wèi）精度所用的相同。一般檢測方法是在靠近（jìn）各坐標行（háng）程中點及兩端的任意三個位置進行測量，每個位置用快速移動（dòng）定位，在相同條件下重複7次定位，測出（chū）停止位置數值並求出讀數最大差值。以三個位置中最大一個差值的二（èr）分之一，附上（shàng）正負符號，作為該坐標的重複定位精（jīng）度，它是反映軸運動（dòng）精度穩定性的最基本指標。
3、直線運動（dòng）的原點返回精度檢（jiǎn）測（cè）
原點返回精（jīng）度，實（shí）質上是該坐標軸上一個特殊點的重複定位精度，因此它的檢測方法（fǎ）完全與重複定位精度相同。
4、直線運動的反向誤差檢測
直線運動的反（fǎn）向誤差，也叫失動量，它包括（kuò）該坐標軸進給傳動鏈上驅動部位（如伺服電動機、伺趿（tā）液壓馬達和步進電動機等）的反（fǎn）向死區，各機械運動傳（chuán）動副的反向間隙（xì）和彈性變形等誤差的綜合反映。誤差越大，則（zé）定位（wèi）精度和重複定位精度也越低。
反向誤差的（de）檢測方法是（shì）在所測坐標軸的行程內，預先向正向或反向（xiàng）移動（dòng）一個距離並以此停止位置為基準，再在同一方（fāng）向給予一定移動指令值，使之移動一段距離，然後再往（wǎng）相反方向移動（dòng）相同（tóng）的距離，測量（liàng）停止位（wèi）置與基準位置之差。在靠近行程的中（zhōng）點及兩端的三個位置分別進行多次（cì）測定（一般為7次），求出各個位置上的平均值，以所得（dé）平均值中的最大值為反向誤差值。
5、回轉工作台的定位精度檢（jiǎn）測
測量工（gōng）具有標準轉台、角度多（duō）麵體、圓（yuán）光柵及平行光管（準直儀）等，可根據具體情況選用。測量方法是使工作台正向（或反向）轉（zhuǎn）一（yī）個角度並停止、鎖緊、定位，以此位置作為（wéi）基準，然後向（xiàng）同方向快速轉動工作台，每（měi）隔30鎖緊定位，進（jìn）行測量。正向轉和反向轉各測量一周，各定位位置的實際轉角與理論值（指（zhǐ）令值）之（zhī）差（chà）的最大值為分度誤差（chà）。如果是數控回轉工作台，應以每30為一個目標位置，對於每個目標位置從正、反兩個方向進（jìn）行（háng）快速定位7次（cì），實際達到位置與目標（biāo）位置之（zhī）差即位置（zhì）偏差，再按GB10931-89《數字控製機床位置精度的評（píng）定方法》規定的方法計算出（chū）平均位置偏差和標準偏（piān）差，所有平均位置偏（piān）差與標（biāo）準偏差的最大值和與所（suǒ）有平均位置偏差與標準偏差的最小值的和之差值，就是（shì）數控回轉工作台的定位（wèi）精度誤差。
考慮（lǜ）幹式變壓器到實際使用要求，一般對0、90、180、270等幾個直角等分點進行重點測量，要求這些（xiē）點的精度較其他角度位（wèi）置提高一（yī）個等級。
6、回轉工作台的重複分度精（jīng）度檢測
測量方法是（shì）在回轉工（gōng）作台的一周內任選三個位置（zhì）重複定位3次（cì），分（fèn）別在正（zhèng）、反方向轉動下進行檢測。所有讀（dú）數值中與相應位置（zhì）的理論（lùn）值之（zhī）差的最大值分（fèn）度精度。如果是數控回轉工作台，要以每30取一個測量點作為目標位置，分（fèn）別對各目標位置從正、反兩個方向進行5次快速定位，測出實（shí）際到達的位置與目標位置之差值（zhí），即位置偏差，再按GB10931-89規定的方法計算出（chū）標準偏差，各測量點的標準偏差中最大值的6倍（bèi），就是數控回轉工作台（tái）的重複分度精度。
7、回轉工作台的原點（diǎn）複歸（guī）精度檢測（cè）
測量方（fāng）法是從7個任意位置分別進行一次原點（diǎn）複歸，測定（dìng）其停止位置，以讀出的最（zuì）大差（chà）值作為原點複歸精度。
應當指出，現有定位精度的檢測是在快速、定位的情況下測量的，對某些進給係統風（fēng）度不太好的數控機床，采用不同進給速度（dù）定位時，會得到不同的定（dìng）位精度值。另外，定位精度的測定結果與環境溫度和該坐標軸的工（gōng）作狀態有關，目前大部分數控機床采用半閉（bì）環係統，位置檢測元件大多安裝在驅動電動機上，在（zài）1m行程內產生0.01~0.02mm的誤差是不奇怪的。這是熱伸（shēn）長產生的誤差，有些機床便采用預（yù）拉伸（shēn）（預緊）的（de）方法來減少影響。
每個（gè）坐標軸的重複定位精度是反映該軸的最基（jī）本精度指標，它反映了該軸運動精（jīng）度的穩定（dìng）性（xìng），不能設想精度差的機床能穩定地用於生產。目前，由於數控係統功能越來越多，對（duì）每（měi）個坐（zuò）噴射器標運動精度的係統誤（wù）差如螺距積累誤差、反（fǎn）向間隙誤差等都可以進行係統（tǒng）補償，隻有隨機誤差沒法補償，而重複定位（wèi）精度正是反映了進給驅動機構（gòu）的綜合隨（suí）機誤差，它無法用數控（kòng）係統補償來（lái）修正，當發現它超差時，隻（zhī）有對進給傳動鏈進行精調修正。因此，如果允許對機床進行選擇，則應選擇重複定位精度高的機床為好。