CNC數控車床定位精度檢測的七大方式

人氣：1884發表時間：2019/6/2 11:03:29

　CNC數控車床定位精度，是指機床各坐標軸在數控裝置控制下運動所能達到的位置精度。CNC數控車床的定位精度又可以理解為機床的運動精度。普通機床由手動進給，定位精度主要決定于讀數誤差，而CNC數控車床的移動是靠數字程序指令實現的，故定位精度決定于數控系統和機械傳動誤差。

　機床各運動部(bu)件的(de)運動是(shi)在數控裝置的(de)控制(zhi)下完成的(de)，各運動部(bu)件在程序指令控制(zhi)下所能達到的(de)精(jing)度(du)直接反映加(jia)工零件所能達到的(de)精(jing)度(du)，所以，CNC數控車(che)床定位(wei)精(jing)度(du)是(shi)一(yi)項很重要(yao)的(de)檢測內容。

　　1、直線運動定(ding)位精度檢測
　　直線運動定位精(jing)度(du)一(yi)般(ban)(ban)都在機床(chuang)和(he)工作臺空載條件(jian)下進(jin)行(xing)。按國(guo)(guo)家標(biao)(biao)準(zhun)和(he)國(guo)(guo)際標(biao)(biao)準(zhun)化(hua)組織的(de)規定（ISO標(biao)(biao)準(zhun)），對CNC數控車(che)床(chuang)的(de)檢測(ce)，應以(yi)激(ji)光(guang)(guang)測(ce)量(liang)為準(zhun)。在沒有激(ji)光(guang)(guang)干(gan)涉(she)儀的(de)情況下，對于一(yi)般(ban)(ban)用戶來說也可以(yi)用標(biao)(biao)準(zhun)刻(ke)度(du)尺，配以(yi)光(guang)(guang)學讀數顯微鏡進(jin)行(xing)比較測(ce)量(liang)。但(dan)是，測(ce)量(liang)儀器精(jing)度(du)必須(xu)比被測(ce)的(de)精(jing)度(du)高(gao)1~2個等級。
　　為了反映出多次定位中的全部誤差(cha)，ISO標準規定每一個定位點(dian)按五次測量數據算平均值和散差(cha)，散差(cha)帶構成的定位點(dian)散差(cha)帶。
　　2、直線運動重復定(ding)位(wei)精度檢測
　　檢測(ce)用(yong)的(de)(de)儀器與檢測(ce)定位(wei)(wei)(wei)(wei)精度(du)所用(yong)的(de)(de)相(xiang)同。一般檢測(ce)方(fang)法是在靠近各(ge)坐標行(xing)程中點及兩(liang)端的(de)(de)任意三個位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)進行(xing)測(ce)量，每個位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)用(yong)快速移(yi)動(dong)(dong)定位(wei)(wei)(wei)(wei)，在相(xiang)同條件下重(zhong)復7次(ci)定位(wei)(wei)(wei)(wei)，測(ce)出停止位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)數值(zhi)并求出讀數zui大(da)差值(zhi)。以(yi)三個位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)中zui大(da)一個差值(zhi)的(de)(de)二分之(zhi)一，附上正(zheng)負符號，作(zuo)為該坐標的(de)(de)重(zhong)復定位(wei)(wei)(wei)(wei)精度(du)，它是反映軸運動(dong)(dong)精度(du)穩定性的(de)(de)zui基本(ben)指標。
　　3、直線運動的原點返回精度檢測
　　原點(dian)返回精度，實(shi)質上是該坐(zuo)標軸上一(yi)個(ge)特殊(shu)點(dian)的(de)重復定位精度，因(yin)此它的(de)檢(jian)測方法xx與(yu)重復定位精度相(xiang)同(tong)。
　　4、直(zhi)線運動(dong)的反向誤(wu)差檢測(ce)
　　直線運(yun)動的反(fan)向(xiang)誤(wu)差(cha)，也叫失動量，它包括(kuo)該坐(zuo)標軸(zhou)進(jin)給傳動鏈上驅動部(bu)位（如伺服電動機(ji)(ji)、伺趿液壓馬達和(he)步(bu)進(jin)電動機(ji)(ji)等(deng)）的反(fan)向(xiang)死區，各機(ji)(ji)械運(yun)動傳動副的反(fan)向(xiang)間隙和(he)彈性變(bian)形等(deng)誤(wu)差(cha)的綜(zong)合反(fan)映。誤(wu)差(cha)越大，則(ze)定(ding)(ding)位精度和(he)重(zhong)復(fu)定(ding)(ding)位精度也越低。
　　反向誤差(cha)的檢(jian)測方法是在所(suo)測坐標軸的行(xing)程(cheng)內，預先向正向或(huo)反向移(yi)動(dong)(dong)一(yi)個距離并以(yi)(yi)此停(ting)止位置為(wei)基準，再(zai)在同(tong)一(yi)方向給予一(yi)定移(yi)動(dong)(dong)指令值，使(shi)之(zhi)移(yi)動(dong)(dong)一(yi)段距離，然(ran)后再(zai)往相反方向移(yi)動(dong)(dong)相同(tong)的距離，測量(liang)停(ting)止位置與(yu)基準位置之(zhi)差(cha)。在靠近行(xing)程(cheng)的中點及兩(liang)端的三(san)個位置分(fen)別進(jin)行(xing)多次測定（一(yi)般(ban)為(wei)7次），求出各(ge)個位置上的平(ping)均值，以(yi)(yi)所(suo)得平(ping)均值中的zui大值為(wei)反向誤差(cha)值。
　　5、回轉工作臺的定位精度檢(jian)測
　　測量工(gong)具有(you)(you)標(biao)準(zhun)轉(zhuan)(zhuan)臺、角度(du)(du)(du)多面體、圓(yuan)光柵及平(ping)(ping)行光管（準(zhun)直儀）等，可(ke)根據具體情況選用。測量方(fang)(fang)(fang)法是(shi)(shi)使(shi)工(gong)作臺正向（或反向）轉(zhuan)(zhuan)一個角度(du)(du)(du)并停止、鎖(suo)(suo)緊、定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，以此位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)作為(wei)(wei)基準(zhun)，然后向同方(fang)(fang)(fang)向快速轉(zhuan)(zhuan)動(dong)工(gong)作臺，每(mei)隔30鎖(suo)(suo)緊定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，進行測量。正向轉(zhuan)(zhuan)和(he)反向轉(zhuan)(zhuan)各測量一周，各定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)實(shi)際轉(zhuan)(zhuan)角與理論(lun)值（指令值）之(zhi)差(cha)(cha)(cha)的(de)zui大值為(wei)(wei)分度(du)(du)(du)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)(cha)。如果是(shi)(shi)數控(kong)(kong)回(hui)轉(zhuan)(zhuan)工(gong)作臺，應以每(mei)30為(wei)(wei)一個目(mu)(mu)標(biao)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，對(dui)于每(mei)個目(mu)(mu)標(biao)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)從(cong)正、反兩個方(fang)(fang)(fang)向進行快速定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)7次，實(shi)際達到位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)與目(mu)(mu)標(biao)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)差(cha)(cha)(cha)即位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)偏差(cha)(cha)(cha)，再按GB10931-89《數字控(kong)(kong)制機床位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)精度(du)(du)(du)的(de)評定(ding)方(fang)(fang)(fang)法》規定(ding)的(de)方(fang)(fang)(fang)法計算出(chu)平(ping)(ping)均(jun)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)偏差(cha)(cha)(cha)和(he)標(biao)準(zhun)偏差(cha)(cha)(cha)，所有(you)(you)平(ping)(ping)均(jun)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)偏差(cha)(cha)(cha)與標(biao)準(zhun)偏差(cha)(cha)(cha)的(de)zui大值和(he)與所有(you)(you)平(ping)(ping)均(jun)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)偏差(cha)(cha)(cha)與標(biao)準(zhun)偏差(cha)(cha)(cha)的(de)zui小值的(de)和(he)之(zhi)差(cha)(cha)(cha)值，就是(shi)(shi)數控(kong)(kong)回(hui)轉(zhuan)(zhuan)工(gong)作臺的(de)定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)精度(du)(du)(du)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)(cha)。
　　考慮干(gan)式變壓器(qi)到實際使用要求，一(yi)般對0、90、180、270等幾個直(zhi)角等分點(dian)進行重點(dian)測量，要求這(zhe)些點(dian)的精度較其(qi)他角度位置提高一(yi)個等級。
　　6、回轉工(gong)作臺的重復分度(du)精(jing)度(du)檢測
　　測(ce)(ce)量方法(fa)是(shi)在回轉(zhuan)工作(zuo)臺的(de)(de)(de)一周(zhou)內任選三個(ge)位(wei)(wei)置(zhi)重復定(ding)(ding)位(wei)(wei)3次(ci)，分(fen)(fen)別在正、反方向轉(zhuan)動下進(jin)行檢(jian)測(ce)(ce)。所有讀數值(zhi)中(zhong)(zhong)與相應位(wei)(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)理論值(zhi)之差的(de)(de)(de)zui大值(zhi)分(fen)(fen)度(du)(du)精度(du)(du)。如果是(shi)數控回轉(zhuan)工作(zuo)臺，要以每30取一個(ge)測(ce)(ce)量點作(zuo)為目標位(wei)(wei)置(zhi)，分(fen)(fen)別對各目標位(wei)(wei)置(zhi)從正、反兩個(ge)方向進(jin)行5次(ci)快(kuai)速定(ding)(ding)位(wei)(wei)，測(ce)(ce)出實(shi)際到達的(de)(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)與目標位(wei)(wei)置(zhi)之差值(zhi)，即位(wei)(wei)置(zhi)偏差，再(zai)按GB10931-89規定(ding)(ding)的(de)(de)(de)方法(fa)計算出標準(zhun)偏差，各測(ce)(ce)量點的(de)(de)(de)標準(zhun)偏差中(zhong)(zhong)zui大值(zhi)的(de)(de)(de)6倍，就(jiu)是(shi)數控回轉(zhuan)工作(zuo)臺的(de)(de)(de)重復分(fen)(fen)度(du)(du)精度(du)(du)。
　　7、回轉工作臺的(de)原點復(fu)歸精度檢測
　　測(ce)量方法是從(cong)7個任意(yi)位(wei)置分別進行一次(ci)原點(dian)復(fu)歸，測(ce)定其(qi)停止位(wei)置，以讀(du)出的zui大差值作為原點(dian)復(fu)歸精度。
　　應當指(zhi)出(chu)，現有定(ding)(ding)位(wei)精度的(de)檢測是在(zai)(zai)快速、定(ding)(ding)位(wei)的(de)情(qing)況下測量的(de)，對某些(xie)進(jin)給(gei)系統(tong)風(feng)度不太好的(de)CNC數控(kong)(kong)車床(chuang)，采用(yong)不同進(jin)給(gei)速度定(ding)(ding)位(wei)時，會得到(dao)不同的(de)定(ding)(ding)位(wei)精度值。另外(wai)，定(ding)(ding)位(wei)精度的(de)測定(ding)(ding)結果與環境溫度和該坐(zuo)標軸的(de)工作狀(zhuang)態有關(guan)，目(mu)前大部分CNC數控(kong)(kong)車床(chuang)采用(yong)半閉環系統(tong)，位(wei)置檢測元件(jian)大多安(an)裝在(zai)(zai)驅動(dong)電動(dong)機(ji)上，在(zai)(zai)1m行程內(nei)產生0.01~0.02mm的(de)誤差是不奇怪的(de)。這是熱伸長產生的(de)誤差，有些(xie)機(ji)床(chuang)便采用(yong)預拉伸（預緊）的(de)方法來減少影響。

　　每個(ge)坐(zuo)標軸(zhou)的重(zhong)復定(ding)位精(jing)(jing)度(du)(du)是(shi)反映(ying)該軸(zhou)的zui基本精(jing)(jing)度(du)(du)指標，它(ta)反映(ying)了該軸(zhou)運(yun)動(dong)(dong)精(jing)(jing)度(du)(du)的穩定(ding)性，不能(neng)設想精(jing)(jing)度(du)(du)差(cha)(cha)的機(ji)(ji)床(chuang)能(neng)穩定(ding)地(di)用(yong)于(yu)生產。目前，由于(yu)數(shu)控(kong)系(xi)統功能(neng)越來越多，對(dui)每個(ge)坐(zuo)噴射(she)器標運(yun)動(dong)(dong)精(jing)(jing)度(du)(du)的系(xi)統誤(wu)差(cha)(cha)如螺距積累誤(wu)差(cha)(cha)、反向(xiang)間隙誤(wu)差(cha)(cha)等都可(ke)以進(jin)行系(xi)統補(bu)償(chang)，只有隨(sui)機(ji)(ji)誤(wu)差(cha)(cha)沒(mei)法(fa)補(bu)償(chang)，而重(zhong)復定(ding)位精(jing)(jing)度(du)(du)正(zheng)是(shi)反映(ying)了進(jin)給驅動(dong)(dong)機(ji)(ji)構(gou)的綜合隨(sui)機(ji)(ji)誤(wu)差(cha)(cha)，它(ta)無法(fa)用(yong)數(shu)控(kong)系(xi)統補(bu)償(chang)來修正(zheng)，當發現它(ta)超差(cha)(cha)時(shi)，只有對(dui)進(jin)給傳動(dong)(dong)鏈進(jin)行精(jing)(jing)調修正(zheng)。因此，如果(guo)允許對(dui)機(ji)(ji)床(chuang)進(jin)行選(xuan)擇，則應選(xuan)擇重(zhong)復定(ding)位精(jing)(jing)度(du)(du)高(gao)的機(ji)(ji)床(chuang)為好。

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