几种机床精度的对比研究

《几种机床精度的对比研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、几种机床精度的对比研究当一厂商的数控机床销售资料上注明其定位精度为0.006,,而另一厂商类似机床的定位精度为0.008时，往往会认为前者比后者的精度要高。然而很可能后者比前者更精确，这完全取决于各厂采取何种精度定义和计算方法。精度的定义一般来说，精度是指一台机床的刀尖到达程序所设定的目标的能力。测量这种能力的方法是多种多样的，而最垂要的是不同国家采取各不相同的准则。当口本机床制造厂要制定自己的机床精度时，他们往往参照口本JISB6201、JISB6336或JISB6338标准。在欧洲，特别是德国，常参照VDI/DGQ3441通则（VDI/DGQ通则仅仅是推荐性的，它们

2、和公布在DIN系统中的标准无关）。美国的机床制造厂通常参照美国机床制造者协会NMTBA（现更名为美国制造技术协会）在1968年发布并于1972年修改过的《数控机床精度和重复定位精度的定义和评价》。当查究一台数控机床的精度时，首先需要鉴别其所遵循的是什幺方法，在不同的统计准则下得出的机床精度也不同。例如，同一台机床，日木JIS的准则得出的精度就大大高干德国VDI或美国NMTBA的准则所得出的精度。幸好干1988年颁布了国际标准ISO230—2（《数控机床定位精度和重复定位精度的确定》），然而，遗憾的不是人人部尽快的使用这一标准，很多机床制造厂仍然沿用他们自己原有的标准，因

3、此，了解这四种方法就显得尤为重要。术语相同，含义不同令人混淆的是在所用的不同方法中，某些相同的术语有着不同的含义，而不同的术语却又有着相同的含义。很明显，有不少机床制造厂，在销售说明书屮却有意无意地混淆术语，把偏差，甚至于把重复定位精度当成精度，而这两种数值常常比精度值更好。除日木JIS标准外，其余三个标准或通则都是沿机床某一数控轴向在若干个目标点上作多次移动，并根据统计抽样进行而得到的，主要区别处在于：1.目标点数；2.移动次数；3.移动是单向趋近还是双向趋近；4.最重要的是如何计算精度和其它术语值。四种方法的要点叙述如下。因为希望机床制造者有朝一日都将遵循ISO标准

4、，故将这一标准选定为比较的基础。其扼要的比较项目示干下表屮。本文只考虑线性精度，但决定分度精度的规则与此极为相似。下面叙述四种标准的要点：一.ISO230—2标准沿移动轴线上每一个目标位置点所测精度呈正态分布曲线。由于移动若干次，可以得到若干个不同的实际位置点，从这些点可导出关于正态曲线的一个标准偏差⑸gma,有时用工），土3个标准偏差的离散值（记为±3工,即总和为6工）大约可以包括对目标位置无穷次趋近所有可能的实际位置点的99.74%o这个离散值称之为重复定位精度，它是指在一个特定的目标位置的垂复定位精度。而一个标准偏差则大约包括正态曲线中34%的点，其计算公式列于表

5、内。图1所示为当每次测量都从相同方向移动时昕测到的实际位置点而建立的曲线。如相反方向（即双向趋近）进行测试，即可建立另一-组实际位置点形成的第二个正态分布曲线（图2）。由于方向改变而产生的误差称为反向误差，主要是系统间隙所造成。重复定位精度（单向趋近）两组运动得到的两条正态曲线，其差5次单向测量的位置偏差和平均位置偏差是由于反向误差产生的。图1图2按ISO规定，定位精度是若干条正态曲线中的最高与最低极限之间的全部离散值。重复定位精度是具有最大离散值的目标位置的离散值。图3为确定一台机床的位置精度，必须沿运动轴线设定若干个目标位置，然后在每一个目标位置上根据实际位置确定其

6、土3工分散值，即可建立一条理论正态曲线。（双向趋近时则是2条正态曲线），在所有这些正态曲线屮的最高与最低Z间形成的全部离散值即ISO230-2屮规定的定位精度，见图3（本图在每个冃标点将正态曲线转90。）。至于某一运动方向的重复定位精度则是取目标位置上曲线离散值中最大的一个（单向趋近时），双向趋近时取两条双向曲线中曲线离散值的最大者。由于这种分析方法选定了最坏的定位精度的情况，还包含了几乎100%可能产生的误差，因此可以认为这样得到的数控机床的平均特性将比较好。二、NMTBA美国NMTBA的定义和ISO标准非常相似。其主要区别有三：1.NMTBA主张单向趋近，而ISO建

7、议双向趋近。2.NMTBA使用"比例相应增减制”（Slidingscale）,这样机床的定位精度与行程长度有关，而ISO标准则不考虑该因素。这主要由于NMTBA公布于1972年，己比较陈旧，因为控制系统己经采用轴距补偿来修正轴向运动的误差，因此行程长度已不是问题，ISO标准公布于1988年，显然已经考虑这问题。3.NMTBA用的是“+”和“•”值，而德国VDI和ISO用的是绝对值，实际上常看作是等效的（即土0.003mm=0.006mm）o尽管从技术上看是不同的，但是两种表示方法一般都解释为相同的。三.德国通则德国VDI/DGQ的建议方法