数控机床位置精度测试常用的测量方法及评定标准.ppt

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1、数控机床位置精度测试常用的测量方法及评定标准1定位精度和重复定位精度的确定①GB/T12421.2-99国家标准评定方法·目标位置Pi：运动部件编程要达到的位置。下标i表示沿轴线选择的目标位置中的特定位置。·实际位置Pij（i=0~m，j=1~n）：运动部件第j次向第i个目标位置趋近时的实际测得的到达位置。·位置偏差Xij：运动部件到达的实际位置减去目标位置之差，Xij=Pij—Pi。·单向趋近：运动部件以相同的方向沿轴线（指直线运动）或绕轴线（指旋转运动）趋近某目标位置的一系列测量。符号↑表示从正向趋近所得参数，符号↓表

2、示从负向趋近所得参数，如Xij↑或Xij↓。·双向趋近：运动部件从二个方向沿轴线或绕轴线趋近某目标位置的一系列测量。·某一位置的单向平均位置偏差↑或↓：运动部件由n次单向趋近某一位置Pi所得的位置偏差的算术平均值。↑=或↓=·某一位置的双向平均位置偏差：运动部件从二个方向趋近某一位置Pi所得的单向平均位置偏差↑和↓的算术平均值。=（↑+↓）/2·某一位置的反向差值Bi：运动部件从二个方向趋近某位置时两单向平均位置偏差之差。Bi=↑—↓·轴线反向差值B和轴线平均反向差值：运动部件沿轴线或绕轴线的各目标位置的反向差值的绝对值│

3、Bi│中的最大值即为轴线反向差值B。沿轴线或绕轴线的各目标位置的反向差值的Bi的算术平均值即为轴线平均反向差值B=max.[│Bi│]·在某一位置的单向定位标准不确定度的估算值Si↑或Si↓：=通过对某一位置Pi的n次单向趋近所获得的位置偏差标准不确定度的估算值。即Si↑=Si↓=·在某一位置的单向重复定位精度Ri↑或Ri↓及双向重复定位精度RiRi↑=4Si↑和Ri↓=4Si↓Ri=max.[2Si↑+2Si↓+│Bi│；Ri↑；Ri↓]·轴线双向重复定位精度R，则有R=max.[Ri]·轴线双向定位精度A：由双向定位系

4、统偏差和双向定位标准不确定度估算值的2倍的组合来确定的范围。即A=max(I↑+2Si↑；I↓+2Si↓)－min(I↑-2Si↑；I↓-2Si↓)②定位精度和重复定位精度的确定JISB6330-1980标准（日本）·定位精度A：在测量行程范围内（运动轴）测2点，一次往返目标点检测（双向）。测试后，计算出每一点的目标值与实测值之差，取最大位置偏差与最小位置偏差之差除以2，加正负号（±）作为该轴的定位精度。即：A=±1/2｛Max.[（Max.Xj↑-Min.Xj↑），（Max.Xj↓-Min.Xj↓）]｝·重复定位精度R：

5、在测量行程范围内任取左中右三点，在每一点重复测试2次，取每点最大值最小值之差除以2就是重复定位精度；即R=1/2[Max.（Max.Xi-Min.Xi）]2定位精度测量工具和方法定位精度和重复定位精度的测量仪器可以用激光干涉仪、线纹尺、步距规。其中用步距规测量定位精度因其操作简单而在批量生产中被广泛采用。无论采用哪种测量仪器，其在全行程上的测量点数不应少于5点，测量间距按下式确定：Pi=i*P+k其中，P为测量间距；k在各目标位置取不同的值，以获得全测量行程上各目标位置的不均匀间隔，以保证周期误差被充分采样。①步距规测量步

6、距规结构如图1所示：尺寸P1、P2、….Pi按100mm间距设计，加工后测量出P1、P2、….Pi的实际尺寸作为定位精度检测时的目标位置坐标（测量基准）。以ZJK2532A铣床X轴定位精度测量为例，测量时，将步距规置于工作台上，并将步距规轴线与X轴轴线校平行，令X轴回零；将杠杆千分表固定在主轴箱上（不移动），表头接触在P0点，表针置零；用程序（见附件一）控制工作台按标准循环图（图2）移动，移动距离依次为P1、P2、….Pi，表头则依次接触到P1、P2、….Pi点，表盘在各点的读数则为该位置的单向位置偏差，按标准循环图测量5

7、次，将各点读数（单向位置偏差）记录在记录表中，按“2.3.4定位精度和重复定位精度的确定GB/T12421.2—99标准”对数据进行处理，可确定该坐标的定位精度和重复定位精度。P010φ50φ80PiP2P1图6步距规结构图图1步距规结构图位置i（m=5）i0123…m=5循环jj=1,2,..n图7标准检验循环图图2标准检验循环图②激光干涉仪测位置精度测量原理激光干涉仪一般采用的是氦氖激光器，其名义波长为0.633um，其长期波长稳定性高于0.1ppm。干涉技术是一种测量距离精度等于甚至高于1ppm的测量方法。其机理是：

8、把两束相干光波形合并相干（或引起相互干涉），其合成结果为两个波形的相位差，用该相位差来确定两个光波的光路差值的变化。当两个相干光波在相同相位时，即两个相干光束波峰重叠，其合成结果为相长干涉，其输出波的幅值等于两个输入波幅值之和；当两个相干光波在相反相位时，即一个输入波波峰与另一个输入波波谷重叠时，其合成