數(shù)控機床的精度檢驗.doc

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1、一、數(shù)控機床的精度檢驗數(shù)控機床的高精度最終是要靠機床本身的精度來保證，數(shù)控機床精度包括幾何精度和切削精度。另一方面，數(shù)控機床各項性能和性能檢驗對初始使用的數(shù)控機床及維修調(diào)整后機床的技術(shù)指標恢復(fù)是很重要的。1.幾何精度檢驗幾何精度檢驗，又稱靜態(tài)精度檢驗，是綜合反映機床關(guān)鍵零部件經(jīng)組裝后的綜合幾何形狀誤差。數(shù)控機床精度的檢驗工具和檢驗方法類似于普通機床，但檢測要求更高。幾何精度檢測必須在地基完全穩(wěn)定、地腳螺栓處于壓緊狀態(tài)下進行?？紤]到地基可能隨時間而變化，一般要求機床使用半年后，再復(fù)校一次幾何精度。在幾何精度檢測時，應(yīng)注意測量

2、方法及測量工具應(yīng)用不當所引起的誤差。在檢測時，應(yīng)按國家標準規(guī)定，即機床接通電源后，在預(yù)熱狀態(tài)下，機床各坐標軸往復(fù)運動幾次，主軸按中等轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)十多分鐘后進行。常用的檢測工具有精密水平儀、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、測微儀及高精度主軸心棒等。檢測工具的精度必須比所設(shè)的幾何精度高一個等級。以臥式加工中心為例，要對下列幾何精度進行檢驗：1）X、Y、Z坐標軸的相互垂直度；2）工作臺面的平行度；3）X、Z軸移動時工作臺面的平行度；4）主軸回轉(zhuǎn)軸線對工作臺面的平行度；5）主軸在Z軸方向移動的直線度；6）X軸移動時工作臺邊界

3、與定位基準的平行度；7）主軸軸向及孔徑跳動；8）回轉(zhuǎn)工作臺精度。2.定位精度的檢驗數(shù)控機床的定位精度是表明所測量的機床各運動部位在數(shù)控裝置控制下，運動所能達到的精度。因此，根據(jù)實測的定位精度數(shù)值，可以判斷出機床自動加工過程中能達到的最好的工件加工精度。（1）定位精度檢測的主要內(nèi)容機床定位精度主要檢測內(nèi)容如下：1）直線運動定位精度（包括X、Y、Z、U、V、W軸）；2）直線運動重復(fù)定位精度；3）直線運動軸機械原點的返回精度；4）直線運動失動量的測定；5）直線運動定位精度（轉(zhuǎn)臺A、B、C軸）；6）回轉(zhuǎn)運動重復(fù)定位精度；7）回轉(zhuǎn)軸

4、原點的返回精度；8）回轉(zhuǎn)運動矢動量的測定。（2）機床定位精度的試驗方法檢查定位精度和重復(fù)定位精度使用得比較多的方法是應(yīng)用精密線紋尺和讀數(shù)顯微鏡（或光電顯微鏡）。以精密線紋尺作為測量時的比較基準，測量時將精密線紋尺用等高墊按最佳支架（見圖5.1）安裝在被測部件例如工作臺的臺面上，并用千分表找正。顯微鏡可安裝在機床的固定部件上，調(diào)整鏡頭使與工作臺垂直。在整個坐標的全長上可選取任意幾個定位點，一般為5~15個，最好是非等距的。對每個定位點重復(fù)進行多次定位?？梢詮膯我环较蜈吔ㄎ稽c，也可以從兩個方向分別趨緊，以便揭示機床進給系統(tǒng)中

5、間隙和變形的影響。每一次定位的誤差值X可按下式計算：式中——基準點或零點時顯微鏡的讀數(shù)；——工作臺移動L距離后顯微鏡的讀數(shù)；、——相應(yīng)于和時機床調(diào)位讀數(shù)裝置或數(shù)碼顯示裝置的讀數(shù)，對于數(shù)控機床就是程序指令中給定的位移數(shù)值。圖5.1測量的支承部位激光干涉儀在定位測量中也逐漸用得較多。它的優(yōu)點是測量精度高，測量時間短。但必須對環(huán)境溫度、零件溫度和氣壓等進行控制和自動補償，才能在較長距離的測量中獲得高的精度。關(guān)于激光干涉儀的使用將在后面專門講述。在利用行程擋塊控制執(zhí)行部件行程距離的一些普通機床上，要測定重復(fù)定位精度時，也可用千分表

6、進行測量。為了分析機床各因素對定位精度的影響，有時還需要對一些元件和部件的誤差進行測量。如在測量系統(tǒng)中，要將某些基準元件如光柵、線紋尺、絲杠、主要刻度盤的制造精度測量出來。在機床構(gòu)件系統(tǒng)中，需要測量出機床的幾何精度，特別是導軌的幾何精度，以及機床的剛度等。在進給系統(tǒng)方面需要測量傳動件的精度、反向間隙、傳動剛度和摩擦特性等。也可以在不同的工作條件下測出定位精度，以求出工作條件變化對定位精度的影響。（3）定位精度測量數(shù)據(jù)的處理定位精度測量以后要對測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，求出平均定位誤差，定位分散帶寬和最大定位誤差帶。下面介紹一種

7、數(shù)控機床定位精度試驗的數(shù)據(jù)處理方法。首先選取一系列定位點，對每一定位點進行多次重復(fù)定位，測定實際位置，比較實際值與程序給定值，對每一定位點求出實際誤差X及其算術(shù)平均值。連接各定位點定位誤差的算術(shù)平均值，如圖5.2中間的一條折線所示。然后再根據(jù)各點中算術(shù)平均值的最大值和最小值，求出定位誤差以及平均定位誤差。此后，要確定定位分散帶寬，它相當于。為此，應(yīng)先求各點位點的標準誤差（均方根差）。標準誤差可按下式計算：式中、——分別為實測誤差值及其算術(shù)平均值，腳標表示某一定位點；n——某一定位點的重復(fù)定位次數(shù)。此后，再求出各定位點的標準

8、誤差的平均值，即平均標準誤差：式中M——定位點數(shù)。定位分散帶寬，它反映了偶然性誤差。最后求出最大定位誤差帶以及上、下定位誤差限、。以上是單向趨近時定位精度的測定。如果是雙向趨近，則應(yīng)按上述方法分別求出左、右兩向的誤差指標。左、右兩向平均值之差為反向不靈敏區(qū)u。如果取各點上u的平均值，則得到平均反向不靈敏