浅谈数控车床精度检测的方法

【摘要】现代数控机床集合了电子计算机、伺服系统、自动控制系统、精密测量系统及新型机构等先进技术，能够加工形状复杂、精密、小批量零件，并且具有加工精度高、生产效率高、适应性强等特点。随着我国制造业的快速发展，数控机床在机械制造业已得到广泛应用，且对数控机床的精度要求也越来越高。如何检测数控机床的精度，正成为各行业用户在验收与维护数控机床时非常关注的问题。

【关键词】数控机床；几何精度；定位精度；切削精度

数控机床的机械故障，很多是与机床的精度相关联的，在进行机床机械故障的诊断与维护时，特别是在加工出现质量问题时，很大程度上就属于机床的精度故障。机床的精度一般来讲包括机床的静态几何精度、动态的位置精度及加工时的工作精度。机床的精度主要包括机床的几何精度、机床的定位精度和机床的切削精度。现根据我在日常工作中所积累的经验，就这些精度的检测项目、检测方法及注意事项进行综合的说明。

一、数控机床的几何精度

机床的几何精度是指机床某些基础零件工作面的几何精度，它指的是机床在不运动（如主轴不转，工作台不移动）或运动速度较低时的精度，它规定了决定加工精度的各主要零、部件间以及这些零件、部件的运动轨迹之间的相对位置允差。例如：床身导轨的直线度、工作台面的平面度、主轴的回转精度、刀架溜板移动方向与主轴轴线的平行度等。在机床上加工的工件表面形状，是由刀具和工件之间的相对运动轨迹决定的，而刀具和工件是由机床的执行件直接带动的，所以机床的几何精度是保证加工精度最基本的条件。

常用检测工具有精密水平尺、精密方箱、千分表或测微表、直角仪、平尺、高精度主轴芯棒及千分表杆磁力座等。

1.检测方法

数控机床的几何精度的检测方法与普通机床的类似，检测要求较普通机床的要高。检测项目参见GB/T 16462.1-2007。

2.检测时的注意事项

检测项目都是最基本的检测项目，也是最直接的检测项目，同样一项检测项目可能有多种检测方法，一个检测方法也可能同时检测出几个检测项目综合起来的精度。对于不同机床的几何精度检测，可能有存在一些不同，应该具体情况具体分析，关键是要对机床的连接结构、传动方式和控制模式要有清晰理解，头脑中应该建立一个立体的机床模型。

数控车床检验标准

共享知识分享快乐一．写出CAK6140数控车床检验标准 1.机床外观的检查机床外观的检查一般可按通用机床的有关标准进行，但数控机床是高技术设备，其外观质量的要求更高。外观检查内容有：机床有无破损；外部部件是否坚固；机床各部分联结是否可靠；数控柜中的MDI／CRT单元、位置显示单元、各印制电路板及伺服系统各部件是否有破损，伺服电动机（尤其是带脉冲编码器的伺服电机）外壳有无磕碰痕迹。 2.机床几何精度的检查数控机床的几何精度综合反映机床的关键零部件组装后的几何形状误差。数控机床的几何精度检查和普通机床的几何精度检查基本类似，使用的检查工具和方法也很相似只是检查要求更高。每项几何精度的具体检测办法和精度标准按有关检测条件和检测标准的规定进行。同时要注意检测工具的精度等级必须比所测的几何精度要高一级。现以一台普通立式加工中心为例，列出其几何精度检测的内容： 1）工作台面的平面度。 2）各坐标方向移动的相互垂直度。 3）Ｘ坐标方向移动时工作台面的平行度。 4）Ｙ坐标方向移动时工作服台面的平行度。 5）Ｘ坐标方向移动时工作台Ｔ形槽侧面的平行度。 6）主轴的轴向窜动。 7）主轴孔的径向圆跳动。 8）主轴沿Ｚ坐标方向移动时主轴轴心线的平行度。 9）主轴回转轴心线对工作台面的垂直度。 10）主轴箱在Ｚ坐标方向移动的直线度。对于主轴相互联系的几何精度项目，必须综合调整，使之都符合允许的误差。如立式加工中心的轴和轴方向移动的垂直误差较大，则可以调整立柱底部床身的支承垫铁，使立柱适当前倾或后仰，以减少这项误差。但是这也会改变主轴回转轴心线对工作台面的垂直度误差，因此必须同时检测和调整，否则就会由于这一项几何精度的调整造成另一项几何精度不合格。机床几何精度检测必须在地基及地脚螺栓的混凝土完全固化以后进行。考虑到地基的稳定时间过程，一般要求在机床使用数月到半年以后再精调一次水平。检测机床几何精度常用的检测工具有：精密水平仪、900角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或测微仪以及高精度主轴心棒等。各项几何精度的检测方法按各机床的检测条件规定。各种数控机床的检测项目也略有区别，如卧式机床比立式机床多几项与平面转台有关的几何精度。在检测中要注意消除检测工具和检测方法的误差，同时应在通电后各移动坐标往复运动几次，主轴在中等转速回转几分钟后，机床稍有预热的状态下进行检测。 3.机床性能及数控功能的试验根据《金属切削机床试验规范总则》的规定，试验项目包括可靠性、静刚度、空运转振动、热变形、抗振性切削、噪声、激振、定位精度、主轴回转精度、直线运动不均匀性及加工精度等。在进行机床验收时，各验收内容需按照机床出厂标准进行。 1.机床定位精度的检查数控机床的定位精度是表明机床各运动部件在数控装置控制下所能达到的运动精度。因此，更具实测的定位精度数值，可以判断出该机床以后在自动加工中所能达到的最好的加工精度。．

数控车床几何精度检测

数控车床几何精度检测１．床身导轨的直线度和平行度 ☆纵向导轨调平后，床身导轨在垂直平面内的直线度检验工具：精密水平仪检验方法：如0001 所示，水平仪沿Z 轴向放在溜板上，沿导轨全长等距离地在各位置上检验，记录水平仪的读数，并记入“报告要求”中的表 1 中，并用作图法计算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差。 ☆横向导轨调平后，床身导轨的平行度检验工具：精密水平仪检验方法：如0002 所示，水平仪沿X 轴向放在溜板上，在导轨上移动溜板，记录水平仪读数，其读数最大值即为床身导轨的平行度误差。

２．溜板在水平面内移动的直线度检验工具：指示器和检验棒，百分表和平尺检验方法：如0003 所示，将直验棒顶在主轴和尾座顶尖上；再将百分表固定在溜板上，百分表水平触及验棒母线；全程移动溜板，调整尾座，使百分表在行程两端读数相等，检测溜板移动在水平面内的直线度误差。３．尾座移动对溜板移动的平行度 ☆垂直平面内尾座移动对溜板移动的平行度 ☆水平面内尾座移动对溜板移动的平行度检验工具：百分表检验方法：如0004 所示，将尾座套筒伸出后，按正常工作状态锁紧，同时使尾座尽可能的靠近溜板，把安装在溜板上的第二个百分表相对于尾座套筒的端面调整为零；溜板移动时也要手动移动尾座直至第二个百分表的读数为零，使尾座与溜板相对距离保持不变。按此法使溜板和尾座全行程移动，只要第二个百分表的读数始终为零，则第一个百分表相应指示出平行度误差。或沿行程在每隔300mm 处记录第一个百分表读数，百分表读数的最大差值即为平行度误差。第一个指示器分别在图中ab 位置测量，误差单独计算。

４．主轴跳动 ☆主轴的轴向窜动 ☆主轴的轴肩支承面的跳动检验工具：百分表和专用装置检验方法：如0005 所示，用专用装置在主轴线上加力 F （ F 的值为消除轴向间隙的最小值），把百分表安装在机床固定部件上，然后使百分表测头沿主轴轴线分别触及专用装置的钢球和主轴轴肩支承面；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴的轴向窜动误差和主轴轴肩支承面的跳动误差５．主轴定心轴颈的径向跳动检验工具：百分表检验方法：如0006 所示，把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直于主轴定心轴颈并触及主轴定心轴颈；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴定心轴颈的径向跳动误差

数控机床精度检测项目及常用工具

数控机床精度检测项目及常用工具随着数控技术的进一步推广应用，越来越多的数控机床利用自身带有的测头系统来进行工件、刀具尺寸检测及进行仿形数字化。要知道上述功能的实现，与机床自身的精度密切相关，若机床精度不作定期校准，则谈不上准确地完成上述工作。雷尼绍ML10激光干涉仪线性位移测量软件可提供按下述标准进行的数据分析：BS4656英国三测机标准；BS3800英国机床标准；ISO 230-2国际标准；VDI/DGQ 3441德国工程师学会机床标准；VDI 2617德国工程师学会三测机标准；NMTBA美国机床协会标准；GB10931-89中国国家标准；ASME B89.1.12M美国机械工程师学会标准；ASME B5.54美国机械工程师学会标准；E60—099法国标准；JISB2330日本国家标准。 2 英国雷尼绍公司先进技术英国雷尼绍公司是专门从事设计、制造高精度检测仪器与设备的世界性跨国公司。主要产品为三坐标测量机及数控机床用测头、激光干涉仪、球杆仪等，为机械制造工业提供了序前（激光干涉仪和球杆仪）、序中（数控机床用工件测头及对刀测头）和序后（三测机用测头及配置）检测的成系列质量保证手段。她的全部技术与产品都旨在保证数控机床精度，改善数控机床性能，提高数控机床效率，可保证和改善数控机床制造厂工作母机的加工精度与质量，扩大制成品的市场。 2.1ML10激光干涉仪雷尼绍ML10激光干涉仪为机床检定提供了一种高精度仪器，它精度高，达到±1.1PPM（在0～40℃下），测量范围大（线性测长40m，任选80m），测量速度快（60m/min），分辨率高（0.001μm），便携性好。由于雷尼绍激光干涉仪具有自动线性误差补偿功能，可方便恢复机床精度，更受到用户欢迎！为使大家进一步了解ML10激光干涉仪在检测数控机床精度方面所具有的独特优点，下面着重介绍ML10激光干涉仪在精度检测中的应用。（1）几何精度检测可用于检测直线度、垂直度、俯仰与偏摆、平面度、平行度等。（2）位置精度的检测及其自动补偿可检测数控机床定位精度、重复定位精度、微量位移精度等。利用雷尼绍ML10激光干涉仪不仅能自动测量机器的误差，而且还能通过RS232接口自动对其线性误差

数控机床精度的检测龚正伟

数控机床精度的检测论文关键词：数控机床;几何精度;定位精度;切削精度;检测与注意事项。论文摘要：现代数控机床集合了电子计算机、伺服系统、自动控制系统、精密测量系统及新型机构等先进技术，能够加工形状复杂、精密、批量零件，并且具有加工精度高、生产效率高、适应性强等特点。随着我国制造业的快速发展，数控机床在机械制造业已得到广泛应用，且对数控机床的精度要求也越来越高。如何检测数控机床的精度，正成为各行业用户在验收与维护数控机床时非常关注的问题。机床的精度主要包括机床的几何精度、机床的定位精度和机床的切削精度。根据我在日常工作中所积累的经验，就这些精度的检测项目、检测方法及注意事项进行综合的说明：检验目的：了解进行数控机床几何精度检测、加工精度检测常用的工具及其使用方法检验要求：了解ISO标准、GB中常见的数控机床几何精度及加工精度检测项目标准数据，掌握数控机床几何精度、加工精度检测方法。检验内容：机床调平、常见几何精度检测、常见加工精度检测数控车床精度检测１．床身导轨的直线度和平行度检验工具：精密水平仪检验方法：（1）水平仪沿Z 轴向放在溜板上，沿导轨全长等距离在各位置上检验，记录水平仪的读数，并计算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差。（2）水平仪沿X 轴向放在溜板上，在导轨上移动溜板，记录水平仪读数，其读数最大值即为床身导轨的平行度误差。２．溜板在水平面内移动的直线度检验工具：指示器和检验棒，百分表和平尺检验方法：将直验棒顶在主轴和尾座顶尖上；再将百分表固定在溜板上，百分表水平触及验棒母线；全程移动溜板，调整尾座，使百分表在行程两端读数相等，检测溜板移动在水平面内的直线度误差。３．主轴跳动检验工具：百分表和专用装置检验方法：用专用装置在主轴线上加力 F （ F 的值为消除轴向间隙的最小值），把百分表安装在机床固定部件上，然后使百分表测头沿主轴轴线分别触及专用装置的钢球和主轴轴肩支承面；旋转主轴，百分表读数最大差值即为主轴的轴向窜动误差和主轴轴肩支承面的跳动误差４．主轴锥孔轴线的径向跳动检验工具：百分表和验棒检验方法：将检验棒插在主轴锥孔内，把百分表安装在机床固定部件上，使百分表测头垂直触及被测表面，旋转主轴，记录百分表的最大读数差值，在a、b 处分别测量。标记检棒与主轴的圆周方向的相对位置，取下检棒，同向分别旋转检棒90 度、180 度、270 度后重新插入主轴锥孔，在每个位置分别检测。取４次检测的平均值即为主轴锥孔轴线的径向跳动误差５．主轴轴线（对溜板移动）的平行度检验工具：百分表和验棒检验方法：将检验棒插在主轴锥孔内，把百分表安装在溜板上，然后：（１）使百分表

CA6140普通车床几何精度的测量实验报告

实验报告课程名称机械制造装备实验名称 CA6140普通车床几何精度的测量实验日期 2016年6月19日学生专业机械设计制造及其自动化学生学号学生姓名学生班级指导教师老师实验成绩南京理工大学机械工程学院

CA6140普通车床几何精度的测量实验报告一、实验名称 CA6140普通车床几何精度的测量。二、实验内容及要求 1.测量车床主轴的圆跳动； 2.测量数控铣床工作台的水平度；三、实验器材与设备 CA6140车床、SKX13JSU数控铣床、数显千分表、磁性表座、精密水平仪；四、实验原理 1.径向圆跳动车床主轴在旋转时总是存在旋转精度误差，主要表现为径向圆跳动。利用数显千分表可测出径向圆跳动 2.水平度数控铣床的工作台应该严格保证水平，控制其水平度。本次实验利用水平仪测量数控铣床工作台的水平度。五．实验步骤 1.利用精密水平仪测量数控铣床的水平度将精密水平仪归零，然后将其平稳放置在铣床工作台上，缓慢转动旋钮，在视野中找到两个气泡，此时缓慢转动旋钮，直到两个气泡上边界处于视野中同一高度，即为水平，此时记录水平仪的读数，重

复测量三到四次，取平均值。 2．利用数显千分表和磁性表座测量车床的径向圆跳动取一个磁性表座和一个数显千分表，先将磁性表座的各个关节拧松，将数显千分表卡到磁性表座的爪部，注意磁性表座各个关节先不要固定，调节各个关节，使数显千分表轻轻地垂直接触到机床三爪卡盘，此时再固定磁性表座各个关节，用手缓慢转动机床主轴两周，记录下数显千分表在转动过程中最小示数和最大示数。五、实验数据 1.水平度测量 2.径向圆跳动测量六、实验感想及建议在测量水平度的时候，由于我们的测量仪器量程比较小，而有几台铣床的水平度已经超出了量程，我们觉得应该在放置仪器的时候先找到气泡，并且仔细观察放下水平仪时气泡有没有超过两侧的观察窗，即有没有超过量程；而在测量径向圆跳动时，一定要尽量地把数

数控切割机机床几何精度国家标准

数控切割机机床几何精度国家标准数控机床的几何精度是综合反映机床主要零部件组装后线和面的形状误差、位置或位移误差。根据GB T 17421.1-1998《机床检验通则第1部分在无负荷或精加工条件下机床的几何精度》国家标准的说明有如下几类：（一）、直线度 1、一条线在一个平面或空间内的直线度，如数控卧式车床床身导轨的直线度； 2、部件的直线度，如数控升降台铣床工作台纵向基准T形槽的直线度； 3、运动的直线度，如立式加工中心X轴轴线运动的直线度。 xx测量方法有：平尺和指示器法，钢丝和显微镜法，准直望远镜法和激光干涉仪法。角度测量方法有：精密水平仪法，自准直仪法和激光干涉仪法。（二）、平面度（如立式加工中心工作台面的平面度）测量方法有：平板法、平板和指示器法、平尺法、精密水平仪法和光学法。（三）、平行度、等距度、重合度线和面的平行度，如数控卧式车床顶尖轴线对主刀架溜板移动的平行度；运动的平行度，如立式加工中心工作台面和X轴轴线间的平行度；等距度，如立式加工中心定位孔与工作台回转轴线的等距度；同轴度或重合度，如数控卧式车床工具孔轴线与主轴轴线的重合度。测量方法有：

平尺和指示器法，精密水平仪法，指示器和检验棒法。（四）、垂直度直线和平面的垂直度，如立式加工中心主轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度；运动的垂直度，如立式加工中心Z轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度。测量方法有：平尺和指示器法，角尺和指示器法，光学法（如自准直仪、光学角尺、放射器）。（五）、旋转径向跳动，如数控卧式车床主轴轴端的卡盘定位锥面的径向跳动，或主轴定位孔的径向跳动；周期性轴向窜动,如数控卧式车床主轴的周期性轴向窜动；端面跳动，如数控卧式车床主轴的卡判定位端面的跳动。测量方法有：指示器法，检验棒和指示器法，钢球和指示法。

数控机床精度检验

数控机床精度检测数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。另一方面，数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常发挥将直接影响到机床的正常使用。因此，数控机床精度检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。 1、检验所用的工具 1.1、水平仪水平：0.04mm/1000mm 扭曲：0.02mm/1000mm 水平仪的使用和读数水平仪是用于检查各种机床及其它机械设备导轨的直线度、平面度和设备安装的水平性、垂直性。使用方法：测量时使水平仪工作面紧贴在被测表面，待气泡完全静止后方可读数。水平仪的分度值是以一米为基长的倾斜值，如需测量长度为L的实际倾斜值可以通过下式进行计算：实际倾斜值=分度值×L×偏差格数

水平仪的读数：水平仪读数的符号，习惯上规定：气泡移动方向和水平移动方向相同时读数为正值，相反时为负值。 1.2、千分表

1.3、莫氏检验棒

2、检验内容 2.1、相关标准（例）加工中心检验条件第2部分：立式加工中心几何精度检验JB/T8771.2-1998 加工中心检验条件第7部分：精加工试件精度检验JB/T8771.7-1998 加工中心检验条件第4部分：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验JB/T8771.4-1998 机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定JB/T17421.2-2000 加工中心技术条件JB/T8801-1998 2.2、检验内容精度检验内容主要包括数控机床的几何精度、定位精度和切削精度。 2.2.1、数控机床几何精度的检测机床的几何精度是指机床某些基础零件本身的几何形状精度、相互位置的几何精度及其相对运动的几何精度。机床的几何精度是综合反映该设备的关键机械零部件和组装后几何形状误差。数控机床的基本性能检验与普通机床的检验方法差不多，使用的检测工具和方法也相似，每一项要独立检验，但要求更高。所使用的检测工具精度必须比所检测的精度高一级。其检测项目主要有：直线度一条线在一个平面或空间内的直线度，如数控卧式车床床身导轨的直线度。部件的直线度，如数控升降台铣床工作台纵向基准T形槽的直线度。运动的直线度，如立式加工中心X轴轴线运动的直线度。平面度（如立式加工中心工作台面的平面度）测量方法有：平板法、平板和指示器法、平尺法、精密水平仪法和光学法。平行度、等距度、重合度线和面的平行度，如数控卧式车床顶尖轴线对主刀架溜板移动的平行度。运动的平行度，如立式加工中心工作台面和X轴轴线间的平行度。等距度，如立式加工中心定位孔与工作台回转轴线的等距度。同轴度或重合度，如数控卧式车床工具孔轴线与主轴轴线的重合度。垂直度直线和平面的垂直度，如立式加工中心主轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度；运动的垂直度，如立式加工中心Z轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度。旋转径向跳动，如数控卧式车床或主轴定位孔的径向跳动。周期性轴向窜动,如数控卧式车床主轴的周期性轴向窜动。端面跳动，如数控卧式车床主轴的卡判定位端面的跳动。 2.2.2、机床的定位精度检验数控机床的定位精度是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。根据实测的定位精度数值判断机床是否合格。其内容有：

平床身数控车床精度几何检验表

数控车床几何精度检验表序号检验项目简图允差mm 实测mm G1 导轨调平 a. 纵向导轨在垂直平面内的直线度 b. 横向导轨的平行度（a） 500＜Dc≤1000 0.02（凸）局部公差：在任意250测量长度上为0.0075 （b） 0.04/1000 G2 溜板移动在水平面内的直线度（尽可能在两顶尖间轴线和刀尖所确定的平面内检验）500＜Dc≤1000 0.02 Dc＞1000 最大工件长度每增加 1000允差增加0.005 最大允差： 0.03 G3 尾座移动对溜板移动的平行度： a.在垂直平面内 b.在水平面内Dc≤1500 a和 b：0.03 局部公差：在任意500测量长度上为0.02 G4 主轴端部的跳动： a.主轴的轴向窜动 b.主轴轴肩支承面的跳动a： 0.01 b： 0.02 （包括轴向窜动） G5 主轴定心轴径的径向跳动 0.01 G6 主轴锥孔轴线的径向跳动 a.靠近主轴端部； b.距主轴端面 300处a： 0.01 b：在 300测量长度上为: 0.02

序号检验项目简图允差mm 实测mm G7 主轴轴线对溜板移动的平行度 a.在垂直平面内； b.在水平面内a：在 300测量长度上为: 0.02（只许向上偏）冷检：-0.01～-0.02 b：在 300测量长度为: 0.015（只许向前偏） G8 主轴顶尖的跳动0.015 G9 尾座套筒轴线对溜板移动的平行度 a.在垂直平面内 b.在水平面内a：在 100测量长度上为: 0.015（只许向上偏） b：在 100测量长度为: 0.01（只许向前偏） G10 尾座套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度 a.在垂直平面内； b.在水平面内a：在 300测量长度为: 0.03（只许向上偏）b：在 300测量长度为: 0.03（只许向前偏） G11 床头和尾座两顶尖的等高度0.040 （只许尾座高）冷检：0.05～0.07 G12 横刀架横向移动对主轴轴线的垂直度0.02/300 （偏差方向α≥ 90°）操作学员（签字）：指导教师（签字）：年月日年月日

数控机床定位精度检测的方式

数控机床定位精度检测的方式目前，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。 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，在凯威凯达相同条件下重复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。

数控机床精度及性能检验

数控机床精度及性能检验数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。另一方而，数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常发挥将直接影响到机床的正常使用。因此，数控机床精度和性能检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。一、精度检验一台数控机床的检测验收工作，是一项工作量大而复杂，试验和检测技术要求高的工作。它要用各种检测仪器和手段对机床的机、电、液、气各部分及整机进行综合性能及单项性能的检测，最后得出对该数控机床的综合评价。这项工作为数控机床今后稳定可靠地运行打下一定的基础，可以将某些隐患消除在考机和验收阶段中，因此，这项工作必须认真、仔细，并将符合要求的技术数据整理归档，作为今后设备维护、故障诊断及维修中恢复技术指标的依据。 1、几何精度检验几何精度检验，又称静态精度检验，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。数控机床的几何精度的检验工具和检验方法类似于普通机床，但检测要求更高。几何精度检测必须在地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。考虑到地基可能随时间而变化，一般要求机床使用半年后，再复校一次几何精度：在几何精度检测时应注意测量方法及测量工具应用不当所引起的误差。在检测时，应按国家标准规定，即机床接通电源后，在预热状态下，机床各坐标轴往复运动几次，主轴故个等的转速运转十多分钟后进行。常用的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、测微仪及高精度主轴心棒等。检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等级。 (一)卧式加工中心几何精度检验 1)x 、y 、z 坐标轴的相互垂直度。 2)工作台面的平行度。 3)x 、Z 轴移动时工作台面的平行度。 4)主轴回转轴线对工作台面的平行度。 5)主轴在Z 轴方向移动的直线度： 6)x 轴移动时工作台边界与定位基准面的平行度。 7)主轴轴向及孔径跳动。 8)回转工作台精度。具体的检测项目及方法见表2—1。 (二)卧式数控车床几何精度检验斜床身、带转盘刀架的卧式数控车床，其几何精度检验见表2—2。 2、定位精度的检验数控机床的定位精度是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。根据实测的定位精度数值，可判断零件加工后能达到的精度。 1．直线运动定位精度这项检测一般在空载条件下进行，对所测的每个坐标轴在全行程内，视机床规格，分每20mm 、50mm 或100mm 间距正向和反向快速移动定位，在每个位置上测出实际移动距离和理论移动距离之差。先进的检测仪器有双频激光干涉仪，用它快速进行五次以上的测量，由处理装置进行计算打印，绘出带±3σ的误差曲线。在该曲线上得出正、反向定位时的平均位置偏差j X 、标准偏差j S ，则位置偏差max min (3)(3)j j j j A X S X S =+--。

一、数控机床的精度检验(优选.)

最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改一、数控机床的精度检验数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。另一方面，数控机床各项性能和性能检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。 1. 几何精度检验几何精度检验，又称静态精度检验，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。数控机床精度的检验工具和检验方法类似于普通机床，但检测要求更高。几何精度检测必须在地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。考虑到地基可能随时间而变化，一般要求机床使用半年后，再复校一次几何精度。在几何精度检测时，应注意测量方法及测量工具应用不当所引起的误差。在检测时，应按国家标准规定，即机床接通电源后，在预热状态下，机床各坐标轴往复运动几次，主轴按中等转速运转十多分钟后进行。常用的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、测微仪及高精度主轴心棒等。检测工具的精度必须比所设的几何精度高一个等级。以卧式加工中心为例，要对下列几何精度进行检验： 1）X、Y、Z坐标轴的相互垂直度； 2）工作台面的平行度； 3）X、Z轴移动时工作台面的平行度； 4）主轴回转轴线对工作台面的平行度； 5）主轴在Z轴方向移动的直线度； 6）X轴移动时工作台边界与定位基准的平行度； 7）主轴轴向及孔径跳动； 8）回转工作台精度。

2. 定位精度的检验数控机床的定位精度是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下，运动所能达到的精度。因此，根据实测的定位精度数值，可以判断出机床自动加工过程中能达到的最好的工件加工精度。（1）定位精度检测的主要内容机床定位精度主要检测内容如下： 1）直线运动定位精度（包括X 、Y 、Z 、U 、V 、W 轴）； 2）直线运动重复定位精度； 3）直线运动轴机械原点的返回精度； 4）直线运动失动量的测定； 5）直线运动定位精度（转台A 、B 、C 轴）； 6）回转运动重复定位精度； 7）回转轴原点的返回精度； 8）回转运动矢动量的测定。（2）机床定位精度的试验方法检查定位精度和重复定位精度使用得比较多的方法是应用精密线纹尺和读数显微镜（或光电显微镜）。以精密线纹尺作为测量时的比较基准，测量时将精密线纹尺用等高垫按最佳支架（见图5.1）安装在被测部件例如工作台的台面上，并用千分表找正。显微镜可安装在机床的固定部件上，调整镜头使与工作台垂直。在整个坐标的全长上可选取任意几个定位点，一般为5~15个，最好是非等距的。对每个定位点重复进行多次定位。可以从单一方向趋近定位点，也可以从两个方向分别趋紧，以便揭示机床进给系统中间隙和变形的影响。每一次定位的误差值X 可按下式计算： ()()00y y s s X L L ---= 式中 0s ——基准点或零点时显微镜的读数； L s ——工作台移动L 距离后显微镜的读数； 0y 、L y ——相应于0s 和L s 时机床调位读数装置或数码显示装置的读数，对于数

数控机床定位精度检测方法比较

文章编号:1001-2265(2006)11-0060-03 收稿日期:2006-03-15;修回日期:2006-06-19 *基金项目:浙江省科技计划项目(2005E10049) 作者简介:曹永洁(1982)),男,浙江台州人,浙江大学机械制造及其自动化专业硕士研究生,主要研究方向为数控机床误差检测技术相关研究, (E -m ail)donall ove @163.co m 。数控机床定位精度检测方法比较 * 曹永洁1,2 ,傅建中 1 (1.浙江大学现代制造工程研究所,杭州 310027;2.上海工程技术大学高等职业技术学院,上海 200437) 摘要:评定机床性能的一项重要指标是机床的定位精度大小。文章介绍了两种常用的数控机床定位误差测量方法:一维球列法和激光干涉仪测量法的原理。在分析比较了两种方法的特点后,得出一维球列法在测量机床定位误差时的一些不足。同时,通过对一台数控铣床的测量后,发现激光干涉仪测量法更适合于机床定位精度的快速评定。关键词:数控机床;定位精度;检测;激光干涉仪中图分类号:TP206+.1 文献标识码:A C o m par ison of L i n ear Positioning A ccuracy M easure m entM ethods i n M achine Tools C AO Yong -jie 1,2 ,F U Ji a n -zhong 1 (1.Depart m ent o fm echan ica lEng i n eeri n g ,Zhejiang U niversity ,H angzhou ,310027Ch i n a ;2.Shangha iUn-i versity of Eng ineeri n g Sc ience Shangha i200437,China)Abst ract :Linear positi o ning accuracy is a sign ificant para m eter i n accessing m ach i n e too ls capability .This pa -per presents t h e pri n ciple o f positi o ning errorsm easure m entm ethods by usi n g 1-D ball array and laser i n terfer -o m eter .A fter characteristic co mparison o f t h is t w o m ethods ,there r 'e so m e deficiency in the 1-D ball array .M ean -w hile ,w e found that t h e latter one is m ore su itable for m easuring m ach i n e too ls li n ear position i n g accuracy after i n specti n g a vertica lm illing m achi n e by usi n g the laser i n terfero m eter . K ey w ords :m ach i n e too ls ;positi o ning accuracy ;m easure m en;t laser i n terfero m eter 0 概述数控机床精度是影响被加工工件尺寸精度的一个直接原因,提高工件加工精度,首先要提高机床精度,影响数控机床精度的主要因素为机床零部件和结构的几何误差,工件的最终加工精度是由机床刀具与工件之间的相对位移误差决定的[1]。定位精度是指数控工作台部件在要求的终点所达到的实际位置的精度,实际位置与理想位置之间的误差称为定位误差。它包括伺服系统、检测系统、工作台进给系统的误差和工作台导轨的几何误差,它影响加工零件的位置精度。数控机床的定位精度,是评定机床性能的一项重要指标。在机床几何误差检测时,按照检测设备的结构特点和工作原理,可以把误差检测方法分为两类:第一类是接触式误差测量方法,主要有一维球列法、球柄仪法(DBB )等。经过误差参数辨识后,这类检测方法可以直接测量各个误差元,测量精度高,操作简便,设备成本低,但该类方法在测量时,由于检测设备与机床相接触,在检测过程中带入了接触变形和磨损等误差。第二类是非接触式误差测量方法,主要有正交光栅检测及分离法、激光干涉测量法等。这类检测方法测量精度高,实时性强,检测速度快,操作界面友好,软件处理系统功能强大,但检测的周期相对较长。本文将分别介绍两类方法的代表:一维球列法和激光干涉仪法[2-5]。 1 一维球列定位误差测量原理一维球列的结构如图1所示,在刚度很大的杆上,镗一系列尺寸相同的定位孔,在上面粘接一些尺寸相同、球度误差很小的钢球,就构成了一维球列。装在主轴上的三维测头在三个互相垂直方向上同时瞄准球心,以获得三维测头感受球心的位置,即为该球心的测量值。机床沿X 轴运动,三维测头依次测量杆上所有经过高精度激光干涉比较仪标定的钢球,将球心距的 #控制与检测# 组合机床与自动化加工技术

数控机床精度检测项目

数控机床精度检测项目来源：今日五金网发布时间：2008-02-28 1 前言对每个工厂来讲，购买数控机床都是一笔相当可观的投资。为使投资的设备在生产中真正发挥中坚作用，保证加工出合格的零件，尽快回收成本是至关重要的。经验表明，80％以上的机床在安装时必须在现场调试后才能符合其技术指标。因此在新机床验收时，要进行检定，使机床一开始安装就能保证达到其技术指标及预期的质量和效率。另外经验也表明，80％已投入生产使用的机床在使用一段时间后，处在非正常超性能工作状态，甚至超出其潜在承受能力。因此通常新机床在使用半年后需再次进行检定，之后可每年检定一次。定期检测机床误差并及时校正螺距、反向间隙等可切实改善生产使用中的机床精度，改善零件加工质量，不至于产生废品，大大提高机床利用率。总之，及时揭示机床问题可避免导致机床精度损失及破坏性地使用机床。随着数控技术的进一步推广应用，越来越多的数控机床利用自身带有的测头系统来进行工件、刀具尺寸检测及进行仿形数字化。要知道上述功能的实现，与机床自身的精度密切相关，若机床精度不作定期校准，则谈不上准确地完成上述工作。雷尼绍ml10激光干涉仪线性位移测量软件可提供按下述标准进行的数据分析：bs4656英国三测机标准；bs3800英国机床标准；iso 230-2国际标准；vdi/dgq 3441德国工程师学会机床标准；vdi 2617德国工程师学会三测机标准；nmtba美国机床协会标准；gb10931 -89中国国家标准；asme b89.1.12m美国机械工程师学会标准；asme b5.54美国机械工程师学会标准；e60?099法国标准；jisb2330日本国家标准。 2 英国雷尼绍公司先进技术英国雷尼绍公司是专门从事设计、制造高精度检测仪器与设备的世界性跨国公司。主要产品为三坐标测量机及数控机床用测头、激光干涉仪、球杆仪等，为机械制造工业提供了序前（激光干涉仪和球杆仪）、序中（数控机床用工件测头及对刀测头）和序后（三测机用测头及配置）检测的成系列质量保证手段。她的全部技术与产品都旨在保证数控机床精度，改善数控机床性能，提高数控机床效率，可保证和改善数控机床制造厂工作母机的加工精度与质量，扩大制成品的市场。 2.1ml10激光干涉仪

1数控机床精度分析

1数控机床精度分析。根据GB/T16462-2007《数控车床和车削中心检验条件》，卧式数控车床精度检验主要有3大项：几何精度检验（GB/T16462.1-2007）；线性轴定位精度和重复定位精度检验（GB/T16462.4-2007）即位置精度检验；精加工试件精度检验（GB/T16462.6-2007）即工作精度检验。数控车床几何精度主要包括主轴回转运动精度，线性轴直线运动精度。主轴回转时，其回转轴线的空间位置应该固定不变，但实际上由于主轴部件中轴承，轴颈，轴承座孔等的制造误差和配合质量，润滑条件的影响，主轴实际回转轴线对其理想回转轴线呈现周期性飘移，即为主轴回转误差，表现为径向圆跳动和轴向窜动。主轴轴承精度等级，主轴支承轴颈的圆度误差，主轴前后支承的同轴度误差，主轴箱体与主轴轴承系统的刚性，主轴及随其回转的零件的不平衡，主轴箱装配质量及主轴回转过程中热变形等因素影响了主轴的几何精度。机床床身底座刚性和动态特性-负荷切削下机床抗变形能力，导轨布置形式，导轨自身的几何精度，导轨润滑条件等因素影响了线性轴直线运动精度。GB/T16462.4-2007之线性轴定位精度是指在该轴行程内任意1个点定位时的误差范围，它综合反映了机床存在的几何误差，运动误差，热变形误差等，它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响，是数控车床最关键的技术指标。线性轴重复定位精度，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。影响数控车床位置精度主要有丝杠的导程误差，传动链的反向间隙误差，导轨的摩擦阻尼，滚珠丝杠轴系的装配精度，伺服电机的惯量匹配等因素。数控车床的电机，液压泵，卡盘油缸等连续运转的部件在运动过程中摩擦产生的热量会引起机床结构件的温度产生波动。一方面，这些结构件会因温度变化产生线性尺寸的膨胀或收缩；另一方面，由于零件结构的不对称性，在内部热应力的作用下，必然出现结构的扭曲变形。结构件热变形也是影响数控车床位置精度的一个重要因素。只有提高数控车床的几何精度和位置精度，其工作精度才有可能得到保证。数控车床工作精度不仅与机床自身静态精度有关，还与伺服系统跟踪误差，位置检测误差，刀具系统的位置误差，工件装夹误差有关。另外，加工工艺的合理性，操作者的编程水平也影响到零件加工的稳定性。因此，数控车床工作精度是一个综合影响的结果。 2提高数控车床精度保持性的技术措施。数控车床已有数十年的发展历史，已积累形成了一系列成熟的先进技术。生产1台性能稳定良好的机床，不是在于对每个零件提出很高要求，也不是在于选择使用高精度的配套件，而应在数控车床精度分析的基础上，掌握规律，从设计，制造开始就要进行全过程控制。 2.1做好数控车床的总体设计。当前多数机床制造企业采取主机结构自行设计，功能部件外购的策略。机床

数控机床定位精度与激光干涉仪测试曲线分析报告

定位精度与激光干涉仪线性分析报告一、数控机床定位精度常见误差曲线及分析 1．负坡度图1中曲线向外运行和向内运行，两个测试均出现向下的坡度。图1显示在整个轴线长度上，误差呈线性负增加。这表示激光系统测量的距离短于机床位置反馈系统指示的距离。图1 1．负坡度可能原因。在激光干涉仪设置上，可能光束准直调整不正确，如果轴线短于lm，则可能是材料热膨胀补偿系数不正确，材料温度测量不正确或波长补偿不正确。建议：（1）如果轴线行程很短，请检查激光的校准情况，检查电脑和测量头是否已连接并有反应；（2）、检查材料传感器是否正确定位以及输入的膨胀系数是否正确。 (3) 机床可能的误差源。俯仰和扭摆造成阿贝（Abbé）偏置误差、机床的线性误差。建议：检查在垂直轴上的平衡作用。检查控制器补偿。再检查机床的俯仰和丝杆同轴度。丝杠可能在最近的一次维修或机床移动时被弄弯了，或者丝杠偏心旋转。 2．正坡度如图2显示在整个轴线长度上，误差呈线性正递增。可能是以下几种问题： (1)激光干涉仪设置可能有问题。如：材料热膨胀补偿系数不正确，材料温度测量不正确，波长补偿不正确。 (2)机床方面的问题。检查机床的俯仰和扭摆误差、机床的线性误差。 (3)建议：检查EC10和传感器是否已连接并有反应，或者检查输入的手动环境数据是否正确。检查材料传感器是否正确定位以及输入的膨胀系数是否正确。检查并调节导轨塞铁松紧。检查控制器补偿。图2

3．周期性曲线图3显示整个轴线长度上的重复周期误差。沿轴的俯仰保持不变，但幅度可能变化。周期性曲线可能原因： (1)激光干涉仪设置上的问题。该曲线的误差大小，不太可能与仪器操作有关，主要去分析机床本身的误差源。 (2)机床方面的问题。丝杠或传动系统故障、编码器问题或故障、长型门式机床轨道的轴线直线度。检查丝杠和导轨润滑。 (3)建议：采用小得多的采样点间隔，在一个俯仰周期上再测量一次，确认俯仰误差。作为一项指导原则，如果你要检查的是机床某元件的周期性影响，可将采样间隔设为预期周期性俯仰的1/8。比较以下各项，确认可能的误差来源：机床丝杠的螺距、编码器、分解器的支撑点之间的距离。图3 检查位置反馈系统。将周期性误差大小与感应式测量器(Inductosyn）计量器上的编码器节段或球栅尺（Spherosyn）计量器中的球尺寸比较。如果周期性误差很小，应考虑编码器插补故障的可能性。以极小的采样间隔重新检查，以降低伪信号的可能性。 4．偏移图4显示去程和回程两次测试之间，具有不变的垂直偏移。偏移曲线可能原因： (1)激光干涉仪设置上的问题。该曲线的误差大小，不太可能与仪器操作有关，主要去分析机床本身的误差源。 (2)机床方面的问题。反向间隙未补偿或不当补偿，滑鞍、主轴箱与导轨之间存在间隙（松动）。 (3)建议：对丝杠或滚珠丝杠驱动装置：检查球状螺母或丝杠是否磨损。检查丝杠轴承端部浮动情况。使用角度光学镜组，检查轴线反转时的滑鞍、主轴箱角度间隙。检查控制器内设置的反向间隙补偿是否正确。线性编码器系统方面：当测试采用配备旋转位置反馈编码器的滑鞍、主轴箱或丝杠驱动装置的机床时，将产生这种图形。对于这类机床，当轴线改变方向时，尽管在吸收反向间隙时，待测轴线将瞬间暂停，滚珠丝杠或小齿轮驱动装置内的反向间隙仍使位置反馈系统记录有移动。图4

精度检查表

机床精度检查表序号检测事项测定方法测定方法略图容许值实测值 1 床身移动的直线度 a.Z方向（在垂直面内）将精密水平仪固定在X （Z）轴刀架体，使其在Z（X）方向运动到两端的极限位置，两处的精密水平仪上读出的最大差值为该测定值 0.03mm b.X方向（在垂直面内） 0.03mm 2 主轴外圆面径向跳动使千分表触及主轴的凸缘安装部位的外圆面上，主轴旋转中读出的最大值为该测定值 0.003mm 3 主轴孔跳动将千分表固定在X轴刀架体上，使千分表触及主轴内孔，主轴旋转中读出的最大值为该测定值 0.003mm

4 主轴凸缘端面跳动使千分表触及主轴凸缘端面，主轴旋转中读出的最大差值，然后把千分表移动到相对主轴中心线相反一侧后，用同样方法进行测定，读出最大差值两次测定的最大值为该测定值 0.003mm 5 主轴端面（轴向）跳动使千分表触及主轴端面，主轴旋转中读出的最大差值，然后把千分表移动到相对主轴中心线相反一侧后，用同样方法进行测定，读出最大差值两次测定的最大值为该测定值 0.003mm 6 对于在Z方向运动的X轴刀架体台面的平行度固定千分表并触及X轴刀架体台面后，移动Z 轴时，千分表上的最大差值为该测定值相对100mm 0.01mm

7 对于在X方向运动的X轴刀架体台面的平行度固定千分表并触及X轴刀架体台面后，移动X 轴时，千分表上的最大差值为该测定值相对全行程 0.01mm 8 Z方向移动的平行度 a. 垂直面内主轴上安装专用量轴， X轴刀架体台面上固定千分表，触及量轴后， z向移动，这时千分表读出的最大差值为该测量值相对75mm +0.006mm 抬头方向为+ A根部为至前端为 b. 水平面内相对75mm +0.005mm 靠近操作者方向为+ B根部为至前端为 9 X方向移动的垂直度主轴上安装专用量轴， X轴刀架体台面上固定千分表，触及量轴A点时读出数据，然后把量轴旋转180度，X轴刀架体台面移动到B点，读出千分表读数，两读数之差为该测定值相对75mm 0.006mm A点为0 至B点为