机床精度检测方法

❶ 机床精度检测方面，导轨直线度误差常用检测方法有哪些

一、水平仪测量法

以普通气泡式水平仪为例进行分析。首先根据机床导轨直线度误差的精度要求,选择合适精度的水平仪和合适步距的专用桥架;然后将水平仪调零,放在专用桥架上,把专用桥架放在被测导轨的一端开始进行测量。每次记录下相应段的水平仪气泡移动的格数,并按其正负记录下来,然后进行误差值换算数据处理,最后根据所测点数据做误差曲线图,使用最小包容平行线法即可求出其直线度误差。

二、自准直仪测量法

自准直仪主要由具有一定焦距的物镜(望远镜)、带有分划板及照明装置的自准直测微目镜和置于被测对象上的反射镜组成。目前使用的自准直仪主要有3种:光学自准直仪、平直度检查仪和光电自准直仪。下面以光学自准直仪为例进行分析,其基本测量原理见图1。

分划板置于物镜的焦平面上,其上的o点位于物镜的光轴上,光源1发出的光线通过o点经过物镜后成一束与光轴平行的平行光线射向反射镜4。当反射镜面垂直于光轴时,光线仍按原路返回,经物镜后仍成像在分划板上o处,与原目标重合。如果反射镜与光轴有一倾角a,则反射光线的偏转角为2a,通过物镜后成像在分划板上的o′处,此时线位移oo′=s,表示了偏转角度的大小,即:

s=f′tan2α。

其中:f′为物镜的焦距。当α很小时,tan2α≈2α,则:

设反射镜桥板跨距(测量间隔)为b,自准直仪读得反射镜倾斜角a与倾斜高度h的关系为h=ba。

三、激光干涉仪测量法

激光具有方向性好、单色性好、能量集中和相干性强等优点,使用激光干涉法测量直线度精度较高。当前多采用氦—氖激光,它是可见光,且功率和频率的稳定性容易控制,频带比较窄。

入射光束4被角度干涉镜中包含的分光镜分为光束5和光束6,光束5和光束6又分别被角度反射镜反射回分光镜的同一位置,分光镜对两束光进行调制后直接把光束传送到激光发射器中,从而使两束光在探测器中产生干涉条纹。根据光的叠加和干涉原理,凡光程差等于波长整数倍的位置,振动加强,产生明条纹;凡光程差等于半波长奇数倍的位置,振动减弱,产生暗条纹。使用激光干涉仪测量机床导轨时,反射镜3沿着导轨方向运动,当反射镜有偏转角度时,光束5和光束6会产生光程差,即干涉条纹会产生相应的变化,通过运算器可将其转换为直线度误差值。

三种测量方法优缺点分析：

水平仪法操作简单、使用方便、成本较低。但是精度较低,一般只能达到20lm/m。水平仪可以测量导轨在垂直面内的直线度以及两条导轨之间的平行度,但是测量水平面内的直线度很困难。用水平仪测试法,数据的采集和整理容易出错,由于此法是以导轨上某些固定采样点为测量对象,所以测量距离长了难以保证测试结果的真实性。

自准直仪法的缺点是不易达到很高精度,一般为5lm/m。因为光线在空气中并非绝对准直,测量范围越大,其偏差就越大,采用的光电位置敏感元件的测量精度较难大幅度提高,光束在传播过程中容易受到各种干扰而出现偏差,为非连续测量,结果具有很大的随机性,成本相对激光干涉仪低。

激光干涉仪的优点是测量距离大,测量速度快,测量精度高,而且可连续测量和采用微计算机进行数据处理、显示和打印。激光抗干扰能力强,尤其是抗空气扰动的能力强,因此它适于在车间等环境稍差些的场合应用,测量精度可达0.4lm/m。但是价格昂贵,一般用于对精度要求很高的场合。

综上所述,各种检测直线度的方法都各有其优缺点,企业在选用测量方法的时候应该考虑两方面的要求:一是精确度要求,即测量结果必须达到一定的可信程度;二是经济性要求,即在保证测量结果精确性的前提下,应使测量过程简单、经济、花费代价最小。

❷ 数控机床精度检验包括哪些内容，采用什么工具检测

数控机床精度检测内容主要包括数控机床的几何精度、定位精度和切削精度。
(1)数控机床几何精度的检测
数控机床的几何精度检验，又称静态精度检验，摇臂钻床是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。
目前，检测机床几何精度的常用检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪、高精度检验棒及刚性好的千分表杆等。检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等级，否则测量的结果将是不可信的。
(2)定位精度的检验
数控机床定位精度，数控机床是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。
测量直线运动的检测工具有：测微仪和成组块规、标准刻度尺、光学读数显微镜和双频激光干涉仪等。回转运动检测工具有：360‟齿精确分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅及平行光管等。
(3)切削精度的检验
机床的切削精度，又称动态精度，是一项综合精度，它不仅反映了机床的几何精度和定位精度，同时还包括了试件的材料、环境温度、数控机床刀具性能以及切削条件等各种因素造成的误差和计量误差。切削精度检验可分单项加工精度检验和加工一个标准的综合性试件精度检验两种。被切削加工试件的材料除特殊要求外，一般都采用一级铸铁，使用硬质合金刀具按标准的切削用量切削。

❸ 数控机床定位精度检测都有哪些方式

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，南京第四机床有限公司通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
数控机床定位精度，是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。数控机床的定位精度又可以理解为机床的运动精度。普通机床由手动进给，定位精度主要决定于读数误差，而数控机床的移动是靠数字程序指令实现的，故定位精度决定于数控系统和机械传动误差。机床各运动部件的运动是在数控装置的控制下完成的，各运动部件在程序指令控制下所能达到的精度直接反映加工零件所能达到的精度，所以，定位精度是一项很重要的检测内容。
1、直线运动定位精度检测
直线运动定位精度一般都在机床和工作台空载条件下进行。按国家标准和国际标准化组织的规定（ISO标准），对数控机床的检测，应以激光测量为准。在没有激光干涉仪的情况下，对于一般用户来说也可以用标准刻度尺，配以光学读数显微镜进行比较测量。但是，测量仪器精度必须比被测的精度高1~2个等级。
为了反映出多次定位中的全部误差，ISO标准规定每一个定位点按五次测量数据算平均值和散差-3散差带构成的定位点散差带。
2、直线运动重复定位精度检测
检测用的仪器与检测定位精度所用的相同。一般检测方法是在靠近各坐标行程中点及两端的任意三个位置进行测量，每个位置用快速移动定位，在相同条件下重复7次定位，测出停止位置数值并求出读数最大差值。以三个位置中最大一个差值的二分之一，附上正负符号，作为该坐标的重复定位精度，它是反映轴运动精度稳定性的最基本指标。
3、直线运动的原点返回精度检测
原点返回精度，实质上是该坐标轴上一个特殊点的重复定位精度，因此它的检测方法完全与重复定位精度相同。
4、直线运动的反向误差检测
直线运动的反向误差，也叫失动量，它包括该坐标轴进给传动链上驱动部位（如伺服电动机、伺趿液压马达和步进电动机等）的反向死区，各机械运动传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。误差越大，则定位精度和重复定位精度也越低。
反向误差的检测方法是在所测坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，再在同一方向给予一定移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定（一般为7次），求出各个位置上的平均值，以所得平均值中的最大值为反向误差值。
5、回转工作台的定位精度检测
测量工具有标准转台、角度多面体、圆光栅及平行光管（准直仪）等，可根据具体情况选用。测量方法是使工作台正向（或反向）转一个角度并停止、锁紧、定位，以此位置作为基准，然后向同方向快速转动工作台，每隔30锁紧定位，进行测量。正向转和反向转各测量一周，各定位位置的实际转角与理论值（指令值）之差的最大值为分度误差。如果是数控回转工作台，应以每30为一个目标位置，对于每个目标位置从正、反两个方向进行快速定位7次，实际达到位置与目标位置之差即位置偏差，再按GB10931-89《数字控制机床位置精度的评定方法》规定的方法计算出平均位置偏差和标准偏差，所有平均位置偏差与标准偏差的最大值和与所有平均位置偏差与标准偏差的最小值的和之差值，就是数控回转工作台的定位精度误差。
考虑干式变压器到实际使用要求，一般对0、90、180、270等几个直角等分点进行重点测量，要求这些点的精度较其他角度位置提高一个等级。
6、回转工作台的重复分度精度检测
测量方法是在回转工作台的一周内任选三个位置重复定位3次，分别在正、反方向转动下进行检测。所有读数值中与相应位置的理论值之差的最大值分度精度。如果是数控回转工作台，要以每30取一个测量点作为目标位置，分别对各目标位置从正、反两个方向进行5次快速定位，测出实际到达的位置与目标位置之差值，即位置偏差，再按GB10931-89规定的方法计算出标准偏差，各测量点的标准偏差中最大值的6倍，就是数控回转工作台的重复分度精度。
7、回转工作台的原点复归精度检测
测量方法是从7个任意位置分别进行一次原点复归，测定其停止位置，以读出的最大差值作为原点复归精度。
应当指出，现有定位精度的检测是在快速、定位的情况下测量的，对某些进给系统风度不太好的数控机床，采用不同进给速度定位时，会得到不同的定位精度值。另外，定位精度的测定结果与环境温度和该坐标轴的工作状态有关，目前大部分数控机床采用半闭环系统，位置检测元件大多安装在驱动电动机上，在1m行程内产生0.01~0.02mm的误差是不奇怪的。这是热伸长产生的误差，有些机床便采用预拉伸（预紧）的方法来减少影响。
每个坐标轴的重复定位精度是反映该轴的最基本精度指标，它反映了该轴运动精度的稳定性，不能设想精度差的机床能稳定地用于生产。目前，由于数控系统功能越来越多，对每个坐喷射器标运动精度的系统误差如螺距积累误差、反向间隙误差等都可以进行系统补偿，只有随机误差没法补偿，而重复定位精度正是反映了进给驱动机构的综合随机误差，它无法用数控系统补偿来修正，当发现它超差时，只有对进给传动链进行精调修正。因此，如果允许对机床进行选择，则应选择重复定位精度高的机床为好。

❹ 数控机床定位精度 重复定位精位定义和检测方法

定位精度:就是在数控系统里面设置值与实际机床运行的值差别
重复定位精度:就是机床在某个方向往返走一次,两次运行的精度差

检测办法用激光干涉仪可以测量出来

❺ 数控机床精度的测量方法有哪些

数控机床能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来，较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。制造业中的质量目标在于将零件的生产与设计要求保持一致，坐标是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，下面简单介绍下机床测量精度的方法有哪些：
1、合理的测量精度
首要的是精度指标应满足要求。选用三坐标时可根据被测工件要求的检测精度与给定的测量不确定度相对比，尤其重要的是重复精度必须满足要求，因为系统误差可以通过一定方法补偿，而重复精度是由数控机床本身决定的。好的坐标测量系统不仅要精度高，更重要的是精度能够保持稳定。
2、合理测量范围
测量范围是选择时的基本参数。选择测量范围时，应考虑以下三个方面。
（1）工件所需测量的部分，不一定是整个工件。如要测量的部位位于工件的某个局部，除了测量范围要能覆盖被测部位之外，还要考虑整个工件能否在机台上安置。一般应根据工件大小选择测量范围。
（2）行程与空间高度的关系。另外要考虑加装上测头系统后所能测量的空间。
（3）测杆变化问题。有的测头上有星形探针，这些三坐标探针在测量时往往要超出工件的被测部分，因此测量范围等于工件被测的最大尺寸再加上两倍的探针长度。
3、合适的数控机床类型
数控机床按自动化程度分为手动与自动两大类。选用时，应根据检测对象的批量大小、自动化程度、产品特点及使用频率和效率来权衡。
4、功能齐全的测座系统
测座系统是数控机床上重要的测量部件。它不仅直接影响测量精度，也是决定数控机床功能和测量效率的重要因素。有自动和手动测座系统，一般根据产品的实际测量要求来确定。
5、控制系统
控制系统一般不为大家所关注，但在坐标测量系统中具有非常重要的中枢控制作用，其好坏决定着整个系统的功能及运动特性。数据的传输也影响到测量系统的效率及稳定性。