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《数控机床定位精度的测试的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第4期茂名学院学报Vol.20No.42010年8月JOURNALOFMAOMINGUNIVERSITYAug.2010数控机床定位精度的测试的探讨张小勤(茂名学院机电工程学院,广东茂名525000)摘要:首先介绍定位精度和重复定位精度的检测必要性,如何精确测试并计算出这两项指标,选用最合适的计算标准尤为重要;随后介绍了定位精度的先进测试仪器、测试方法、测试数据采集方法;接着介绍了评价定位精度指标的含义、特征值的统计计算法;最后介绍环境因素、环境温度、油系统、机械因素等主要因素对定位精度测试的影响。关键词:数控机床;定位精度;测试中图分类号:TG659文献标识码:A文章
2、编号:1671-6590(2010)04-0032-04数控机床按精度可分为普通型和精密型,一般数控机床精度检验项目都有20~30项,但其中最有特征的项目是:单轴定位精度、单轴重复定位精度和两轴以上联动加工出试件的圆度。定位精度和重复定位精度综合反映了该轴各运动部件的综合精度。尤其是重复定位精度,它反映了该轴在行程内任意定位点的定位稳定性,这是衡量该轴能否稳定可靠工作的基本指标。如何精确测试并计算出这两项指标,减少各种因数对数据采集的影响,选用最合适的计算标准,并作为对数控机床评价的依据,就显得尤为重要。目前常用的标准有:NAS(美国标准)、VDI(德国标准)、JIS(日本标准)、I
3、SO(国际标准)和GB(我国国家标准),由于各种标准对这些指标的规定、定义、测量方法和数据处理各不相同,所测试得到的定位精度结果也不相同,本文采用VDI3441(德国标准)来计算。[1]1数控机床定位精度的测试方法1.1测试仪器及工具数控机床的定位精度和重复定位精度测试仪器,均采用激光干涉仪测距系统,它分为双频和单频两种。目前,激光干涉仪测距系统以英国雷尼绍(RENISHAW)公司生产的双频激光干涉仪测距系统最为先进,精度指标为:(1.1000.025)m。系统组成:ML10激光头,EC10环境补偿单元,空气、材料温度传感器,雷尼绍激光干涉仪测量软件。它具有环境温度、材料温度
4、自动补偿功能,适用于数控机床、三测机等高于1m精度的测量,仪器的组成如图1所示。图1激光干涉仪定位精度测试系统1.2测试方法1)循环法。对于数控机床某一轴向行程所需测量点数应大于10点米,趋近方向需由正负两个方向趋近测量点,每一测量点所需重复测量次数正负两个方向各至少取5个测量值。循环法测试程序的编制,采用相对或绝对坐标均可,每一目标位停止时间应大于激光干涉仪数据采集时间,目标位起点和目标位终收稿日期:2010-03-03;修回日期:2010-05-15作者简介:张小勤(1968-),女,广东茂名人,实验师,本科,从事现代数控加工工艺技术研究。第4期张
5、小勤:数控机床定位精度的测试的探讨33点应设超程,超程是指定大于零的值,例如测量轴向行程为400cm,两端超出的行程叫超程(越程),取值应包含反向间隙,运动方式如图2所示,箭头所指从目标起点到目标终点应循环3~5次。2)阶梯法。阶梯法对于测量点数,趋近方向,测量次数,超程多少,停止时间与循环法相同。但测试图2循环测试法程序的编制和机床运动方式不同,如图3所示,图中箭头所指是从目标位起点到目标位终点结束。1.3测试数据的采集方法1)调整激光器和光学镜。根据所需测试数控机床的轴,安装调试好激光器和光学镜,并按要求编好测试程序,光学镜的安装应根据机床轴的行程,避免干涉镜与反射镜相碰。2
6、)定义目标点。根据编制的数控机床测试程序,定义被测轴的目标位置起点,被测轴的目标位置终点,相邻目标的间隔距离,目标点数。3)选择数据采集方式。数据采集方式应与数控机床测试程序一致,循环法或阶梯法任选一种,数据采集可设为单向或双向,双向数据采集可显示出机床数控轴由于在某一目标位置在正向或负向位置差异引起反向误差,因此应选择双向数据采集方式。图3阶梯测试法4)数据采集。在开始自动采集数据之前,应设定最小停止周期(采集时间),定位稳定程度值,通常设定为0.001mm,将数控机床被测轴停在目标位起点,激光干涉清零后,机床运行测试程序,雷尼绍激光干涉仪测量软件将自动读取测量值。当数控机床被测
7、轴测试程序运行完时,将所采集的数据存入RTL文件。2数控机床定位精度的评定2.1评定定位精度的特征值-定位精度P;定位偏差Pa;最大定位分布域(重复定位精度)Psmax;定位分布域的中值(平均值)Ps;-最大反向误差Umax;反向误差的中值(平均值)U。2.2特征值的统计计算法数控机床精度的测试数据是在无载状态下进行的,这时对加工精度有影响的许多因素,仅一部分有所考虑,因此只有采用统计方法来处理测试所取得的数据才可靠。现以VDI3441(德国标准)统
