VDI与JIS标准

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1、VDI标准和JIS标准一份数控机床的促销文章上，机床A的“定位精度”标为0.004mm，而在另一生产商的样本上，同类机床B的“定位精度”标为0.006mm。从这些数据，你会很自然地认为机床A比机床B的精度要高。然而，事实上很有可能机床B比机床A的精度要高，问题就在于机床A和B的精度分别是如何定义的。所以，当我们谈到数控机床的“精度”时，务必要弄清标准、指标的定义及计算方法。1精度定义一般说来，精度是指机床将刀尖点定位至程序目标点的能力。然而，测量这种定位能力的办法很多，更为重要的是，不同的国家有不同的规定。日本机床生产商标定“精度”

2、时，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338标准。JISB6201一般用于通用机床和普通数控机床，JISB6336一般用于加工中心，JISB6338则一般用于立式加工中心。上述三种标准在定义位置精度时基本相同，文中仅以JISB6336作为例子，因为一方面该标准较新，另一方面相对于其它两种标准来说，它要稍稍精确一些。欧洲机床生产商，特别是德国厂家，一般采用VDI/DGQ3441标准。美国机床生产商通常采用NMTBA(NationalMachineToolBuilder'sAssn)标准(该标准源于美国机床制造协会的

3、一项研究，颁布于1968年，后经修改)。上面所提到的这些标准，都与ISO标准相关联。当标定一台数控机床的精度时，非常有必要将其采用的标准一同标注出来。同样一台机床，因采用不同标准会显示出不同的数据(采用JIS标准，其数据比用美国的NMTBA标准或德国VDI标准明显偏小)。2同样的指标，不同的含义经常容易混淆的是：同样的指标名在不同的精度标准中代表不同的意义，不同的指标名却具有相同的含义。上述4种标准，除JIS标准之外，皆是在机床数控轴上对多目标点进行多回合测量之后，通过数学统计计算出来的，其关键不同点在于1)目标点的数量;(2)测量

4、回合数;(3)从单向还是双向接近目标点(此点尤为重要);(4)精度指标及其它指标的计算方法。这是4种标准的关键区别点描述，正如人们所期待的，总有一天，所有机床生产商都统一遵循ISO标准。因此，这里选择ISO标准作为基准。附表中对4种标准进行了比较，本文仅涉及线性精度，因为旋转精度的计算原理与之基本一致。3ISO标准在所有现行的精度测量过程中，沿轴向分布的各个目标点上都假设存在一条正态分布曲线(图1)。由于是多回合的测量过程，因此对应于每个目标点来说，都存在一个实际测定点系列分布，通过对这种分布的标准偏差计算(累积，多次Σ)，即可定义

5、该正态曲线。一个±3次标准偏差(记做±3σ──亦即共6σ)可以覆盖无限个实际点中约99.74%的位置分布情形。而这个发散度即称作重复精度，它是指某一指定目标点处的重复精度。图1单向5次测量时的重复精度及平均定位偏差图2双向测量时的重复精度及反向误差图1中的正态曲线是指从单方向接近目标点的曲线(称为单向)，如果从反方向接近目标点(称为双向)，将会出现第二条正态分布曲线(图2)，两次不同方向时的结果偏差称反向误差。理论上它是由于系统的反向间隙所产生的。很明显，同一机床采用单向检测的数字结果要比双向检测时好看得多。机床精度标准比较表指标及

6、其它ISO标准VDI标准NMTBA标准JIS标准取决于长度，每50mm到1000mm要求目标点数每1~2m5个点，再长则增加取决于轴长度，但最少不能少于5点不做定义一个点，尔后每100mm一个点单向1次计量定位精度，7次计量重目标点接近次数单向最少5次单向每米10次最少7次复精度单/双向(单向指测量过程中总是从一个方向建议双向建议双向建议单向建议双向接近目标点，双向指从两个方向)沿轴向的目标点与对应的实际位置点之与ISO同，但定义为“目没有此项指标，因为单向仅一次，双定位偏差实际位置与目标位置之差平均值间的最大差值(图6)标偏差”指

7、标向仅两次接近目标点与ISO同，但定义为“平平均定位偏差某一目标位置处定位偏差的代数平均值与ISO同，但定义为“平均值”没有此项指标均”分别从不同方向接近目标点时的平均定位偏差之与ISO同，但定义为“空反向误差同ISO没有此项指标差值动”n?[Σ(xij-xj)2)2]其中：n=接近次数ii=某一次接近标准偏差σ=没有此项指标xij第i次的定位偏差xj平均定位偏差n-1+3σ与-σ极限值的最大差额(不考虑位置和运动方与另外三种精度有很大差异，定位精没有“精度”这个指标，但有“定位不确定性”与ISO相近，但定义为“精定位精度向)适用于

8、单向及双向。由于存在反向误差，双向度为实际位置与对应目标位置差值与之含义相似，但计算方法不同(图4和度”时发散度大，精度值也大的最大值(图7)图5)与另外三种精度有很大差异。它是指重复精度(单向或双向)目标点对应发散度的最大值(图3)