CNC數控車床定位精度檢測的幾個方式

人氣：1872發(fa)表時間(jian)：2019/7/2 11:50:19

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，定位精度主機床各運動部(bu)件的運動是在數控裝(zhuang)置的控制下完成(cheng)的，各運動部(bu)件在程(cheng)要(yao)決(jue)定于(yu)讀(du)數誤差(cha)，而CNC數控車床的移(yi)動是靠數字程(cheng)序指令實(shi)現的，故定位(wei)精(jing)度決(jue)定于(yu)數控系統(tong)和機械傳動誤差(cha)。序指令控制下所能達(da)到的精(jing)度直接反映加工零件所能達(da)到的精(jing)度，所以，定位(wei)精(jing)度是一(yi)項很(hen)重要(yao)的檢測內容。

1、直(zhi)線(xian)運動定(ding)位精度檢測

直(zhi)線運動定位精(jing)度一(yi)般都在機床(chuang)和(he)工作(zuo)臺空載條件下(xia)進行。按國家標(biao)準和(he)國際標(biao)準化組織的(de)(de)規定（ISO標(biao)準），對CNC數控車床(chuang)的(de)(de)檢測(ce)，應以激(ji)光(guang)測(ce)量(liang)為準。在沒(mei)有(you)激(ji)光(guang)干涉儀的(de)(de)情況下(xia)，對于(yu)一(yi)般用(yong)戶來說也可以用(yong)標(biao)準刻度尺，配(pei)以光(guang)學讀(du)數顯(xian)微鏡進行比較測(ce)量(liang)。但是，測(ce)量(liang)儀器精(jing)度必須比被測(ce)的(de)(de)精(jing)度高1~2個等(deng)級。

為了反(fan)映(ying)出(chu)多次(ci)定位中(zhong)的全部誤差，ISO標準規定每一個定位點(dian)按五次(ci)測(ce)量(liang)數據(ju)算(suan)平均值和(he)散差，散差帶構成(cheng)的定位點(dian)散差帶。

2、直(zhi)線運動重復定位(wei)精度檢測

檢(jian)(jian)測(ce)(ce)用(yong)的(de)儀(yi)器與(yu)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)精度所用(yong)的(de)相同(tong)。一(yi)般檢(jian)(jian)測(ce)(ce)方法是(shi)在(zai)靠近(jin)各坐(zuo)(zuo)標行程中點及兩端的(de)任意三(san)個(ge)(ge)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)進行測(ce)(ce)量，每個(ge)(ge)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)用(yong)快(kuai)速(su)移動定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)，在(zai)相同(tong)條件下重復7次定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)，測(ce)(ce)出停止位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)數值并求(qiu)出讀數zui大差值。以三(san)個(ge)(ge)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)中zui大一(yi)個(ge)(ge)差值的(de)二分之一(yi)，附上正負(fu)符號，作為該坐(zuo)(zuo)標的(de)重復定(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)精度，它是(shi)反(fan)映軸運動精度穩定(ding)性的(de)zui基本指標。

3、直(zhi)線運動的原(yuan)點返回精度檢(jian)測

原(yuan)點返(fan)回精(jing)(jing)度(du)(du)，實質上是該坐標軸上一個特殊點的(de)重(zhong)復(fu)定位精(jing)(jing)度(du)(du)，因此它的(de)檢測方法xx與重(zhong)復(fu)定位精(jing)(jing)度(du)(du)相同。

4、直線運動的反向誤差檢測

直線運動的反向(xiang)誤差(cha)，也(ye)叫失動量，它包括該坐標軸進(jin)給傳(chuan)動鏈上驅動部位（如伺服電動機(ji)、伺趿(ta)液壓馬(ma)達和步(bu)進(jin)電動機(ji)等(deng)）的反向(xiang)死區(qu)，各機(ji)械(xie)運動傳(chuan)動副的反向(xiang)間隙和彈性變形等(deng)誤差(cha)的綜合反映。誤差(cha)越大，則定位精(jing)度(du)和重(zhong)復(fu)定位精(jing)度(du)也(ye)越低。

反(fan)向(xiang)(xiang)誤差的(de)檢測(ce)方(fang)(fang)法是在(zai)(zai)所(suo)測(ce)坐標軸的(de)行(xing)程內(nei)，預先向(xiang)(xiang)正向(xiang)(xiang)或反(fan)向(xiang)(xiang)移(yi)動一(yi)(yi)個(ge)距離(li)并以(yi)此停(ting)止位置(zhi)為基準，再在(zai)(zai)同一(yi)(yi)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)給(gei)予一(yi)(yi)定(ding)移(yi)動指令值，使之移(yi)動一(yi)(yi)段(duan)距離(li)，然后再往相(xiang)反(fan)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)移(yi)動相(xiang)同的(de)距離(li)，測(ce)量停(ting)止位置(zhi)與基準位置(zhi)之差。在(zai)(zai)靠近行(xing)程的(de)中點及兩端的(de)三個(ge)位置(zhi)分別進行(xing)多次(ci)(ci)測(ce)定(ding)（一(yi)(yi)般(ban)為7次(ci)(ci)），求出(chu)各個(ge)位置(zhi)上的(de)平(ping)均值，以(yi)所(suo)得平(ping)均值中的(de)zui大值為反(fan)向(xiang)(xiang)誤差值。

5、回轉工作臺的(de)定位精度檢測

測(ce)量(liang)工具有標準(zhun)(zhun)轉(zhuan)(zhuan)臺(tai)(tai)、角度(du)多面體(ti)、圓光(guang)柵及平(ping)(ping)行(xing)光(guang)管（準(zhun)(zhun)直儀）等，可(ke)根據具體(ti)情(qing)況選用(yong)。測(ce)量(liang)方(fang)(fang)法(fa)是(shi)(shi)使工作(zuo)臺(tai)(tai)正(zheng)向(xiang)(xiang)（或反向(xiang)(xiang)）轉(zhuan)(zhuan)一個(ge)角度(du)并停止(zhi)、鎖緊(jin)、定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，以此(ci)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置作(zuo)為基準(zhun)(zhun)，然后向(xiang)(xiang)同(tong)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)快速轉(zhuan)(zhuan)動工作(zuo)臺(tai)(tai)，每隔(ge)30鎖緊(jin)定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，進行(xing)測(ce)量(liang)。正(zheng)向(xiang)(xiang)轉(zhuan)(zhuan)和反向(xiang)(xiang)轉(zhuan)(zhuan)各(ge)測(ce)量(liang)一周，各(ge)定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置的(de)(de)(de)實際轉(zhuan)(zhuan)角與(yu)理論值（指令值）之差(cha)的(de)(de)(de)zui大值為分度(du)誤差(cha)。如(ru)果是(shi)(shi)數控回轉(zhuan)(zhuan)工作(zuo)臺(tai)(tai)，應以每30為一個(ge)目標位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置，對(dui)于每個(ge)目標位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置從正(zheng)、反兩個(ge)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)進行(xing)快速定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)7次，實際達到位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置與(yu)目標位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置之差(cha)即位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置偏(pian)差(cha)，再按GB10931-89《數字控制機床位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置精(jing)度(du)的(de)(de)(de)評定(ding)(ding)方(fang)(fang)法(fa)》規定(ding)(ding)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)計(ji)算(suan)出(chu)平(ping)(ping)均(jun)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置偏(pian)差(cha)和標準(zhun)(zhun)偏(pian)差(cha)，所有平(ping)(ping)均(jun)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置偏(pian)差(cha)與(yu)標準(zhun)(zhun)偏(pian)差(cha)的(de)(de)(de)zui大值和與(yu)所有平(ping)(ping)均(jun)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)置偏(pian)差(cha)與(yu)標準(zhun)(zhun)偏(pian)差(cha)的(de)(de)(de)zui小值的(de)(de)(de)和之差(cha)值，就是(shi)(shi)數控回轉(zhuan)(zhuan)工作(zuo)臺(tai)(tai)的(de)(de)(de)定(ding)(ding)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)精(jing)度(du)誤差(cha)。

考慮干式(shi)變(bian)壓器到(dao)實際使用要求(qiu)，一(yi)般對0、90、180、270等幾個直角等分點(dian)(dian)進(jin)行(xing)重點(dian)(dian)測量，要求(qiu)這(zhe)些點(dian)(dian)的精度(du)較(jiao)其他角度(du)位置提高一(yi)個等級(ji)。

6、回轉工作臺的重(zhong)復(fu)分度精度檢測

測量方(fang)法(fa)(fa)是在回轉工作臺(tai)(tai)的(de)(de)(de)一(yi)周(zhou)內任選三(san)個位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)重復定位(wei)(wei)(wei)3次，分(fen)(fen)別在正、反方(fang)向轉動下進行檢測。所有讀(du)數值中與(yu)相應位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)理(li)論值之(zhi)差的(de)(de)(de)zui大值分(fen)(fen)度(du)精(jing)度(du)。如果是數控(kong)回轉工作臺(tai)(tai)，要以每(mei)30取一(yi)個測量點(dian)作為目標位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，分(fen)(fen)別對各目標位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)從正、反兩個方(fang)向進行5次快速(su)定位(wei)(wei)(wei)，測出(chu)實際到達(da)的(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)與(yu)目標位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)之(zhi)差值，即位(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)偏差，再(zai)按(an)GB10931-89規定的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)計算出(chu)標準(zhun)偏差，各測量點(dian)的(de)(de)(de)標準(zhun)偏差中zui大值的(de)(de)(de)6倍，就(jiu)是數控(kong)回轉工作臺(tai)(tai)的(de)(de)(de)重復分(fen)(fen)度(du)精(jing)度(du)。

7、回轉工作臺(tai)的原點復歸精度(du)檢測

測(ce)量方法是從7個任(ren)意位置(zhi)分別進行(xing)一次原(yuan)點復歸，測(ce)定其停止位置(zhi)，以讀出的zui大差值作為原(yuan)點復歸精度。

應當(dang)指(zhi)出(chu)，現有定(ding)(ding)位精(jing)(jing)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢測是(shi)在快速、定(ding)(ding)位的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下測量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，對某些進(jin)給(gei)系統(tong)風度(du)(du)(du)不(bu)太好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CNC數控車(che)床，采(cai)用不(bu)同進(jin)給(gei)速度(du)(du)(du)定(ding)(ding)位時，會得到(dao)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)(ding)位精(jing)(jing)度(du)(du)(du)值。另外，定(ding)(ding)位精(jing)(jing)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測定(ding)(ding)結果與(yu)環境(jing)溫度(du)(du)(du)和該坐標軸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作狀態(tai)有關，目前大(da)部分CNC數控車(che)床采(cai)用半閉環系統(tong)，位置(zhi)檢測元件大(da)多安裝在驅動電動機上，在1m行程(cheng)內產(chan)(chan)生0.01~0.02mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)誤差(cha)是(shi)不(bu)奇怪的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)是(shi)熱伸(shen)長(chang)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)誤差(cha)，有些機床便(bian)采(cai)用預拉伸(shen)（預緊）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法來(lai)減少影響。

每個坐標軸的重復定位精度是反映該軸的zui基本精度指標，它反映了該軸運動精度的穩定性，不能設想精度差的機床能穩定地用于生產。目前，由于數控系統功能越來越多，對每個坐噴射器標運動精度的系統誤差如螺距積累誤差、反向間隙誤差等都可以進行系統補償，只有隨機誤差沒法補償，而重復定位精度正是反映了進給驅動機構的綜合隨機誤差，它無法用數控系統補償來修正，當發現它超差時，只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，則應選擇重復定位精度高的機床為好。

CNC數控車床定位精度檢測的幾個方式