数控机床进给速度对运动精度影响的测量与评价
数控机床的精度检测与调整方法
数控机床的精度检测与调整方法数控机床是现代制造业中不可或缺的一种设备，它的精度对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。
本文将介绍数控机床的精度检测与调整方法，帮助读者更好地了解和应用这些技术。
一、精度检测方法1. 几何误差检测几何误差是数控机床精度的重要指标，包括直线度、平行度、垂直度、圆度等。
常用的几何误差检测方法有激光干涉仪、三坐标测量仪等。
通过这些设备，可以精确测量机床各个轴向的几何误差，并得出相应的数据。
2. 理论切削路径与实际切削路径对比在数控机床的加工过程中，理论切削路径与实际切削路径之间可能存在偏差。
通过对比理论切削路径与实际切削路径，可以判断数控机床的精度是否达标。
常用的方法是使用光学测量仪器，对切削路径进行高精度的测量和分析。
二、精度调整方法1. 机床结构调整数控机床的结构调整是提高其精度的重要手段。
首先，需要检查机床各个部件的紧固情况，确保机床的刚性和稳定性。
其次，根据几何误差的检测结果，对机床的导轨、滑块等部件进行调整，以减小误差。
2. 控制系统调整数控机床的控制系统对于其加工精度起着至关重要的作用。
通过调整控制系统的参数，可以改善机床的运动精度和定位精度。
常用的调整方法包括增加控制系统的采样频率、优化控制算法等。
3. 刀具与工件的匹配调整刀具与工件的匹配对于加工精度有很大影响。
在数控机床的加工过程中，需要根据工件的要求选择合适的刀具，并对刀具进行调整和校准。
同时，还需要对工件进行检测，确保其尺寸和形状与设计要求一致。
三、精度检测与调整的重要性数控机床的精度检测与调整是保证产品质量和性能的关键环节。
只有通过科学的检测方法，准确地了解机床的精度情况，才能及时采取相应的调整措施，提高机床的加工精度。
这对于提高生产效率、降低成本、提升产品竞争力具有重要意义。
四、未来发展趋势随着制造业的不断发展，数控机床的精度要求也越来越高。
未来，数控机床的精度检测与调整方法将更加精细化和智能化。
数控机床技术的加工精度测量与调整技巧
数控机床技术的加工精度测量与调整技巧随着科技的不断进步和制造业的发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
而数控机床的加工精度对于产品的质量和制造成本起着至关重要的作用。
因此，正确测量和调整数控机床的加工精度成为保证产品质量和提高生产效率的关键。
一、加工精度的测量方法1. 几何误差的测量数控机床的几何误差是影响加工精度的重要因素。
为了正确评估机床的几何误差，常用的测量方法包括：（1）坐标测量法：通过比较实际测量值与理论坐标值的差异来确定几何误差。
（2）激光干涉测量法：利用激光干涉仪测量工件表面与基准面之间的偏差，进而确定机床的几何误差。
2. 轴间误差的测量轴间误差是指机床各轴之间因间隙、误差累积等原因引起的误差。
为了测量轴间误差，可采用以下方法：（1）比对测量法：通过与已知标准的测量仪器进行比对，测量出轴间误差。
（2）直接测量法：使用测量仪器直接对轴间误差进行测量，如使用激光传感器或光栅尺等。
二、加工精度的调整技巧1. 机床调试在数控机床的调试过程中，对于加工精度的调整需要注意以下几个方面：（1）机床结构调整：对于机床结构上存在的误差，需要通过调整各部件的位置和尺寸来改善。
（2）刀具磨损的补偿：刀具的磨损会影响加工精度，需要定期进行刀具更换和磨损补偿。
（3）机床参数的设置：根据实际加工情况，合理设置机床的各项参数，以获得最佳的加工效果。
2. 精度检查与误差补偿在加工过程中，通过定期进行精度检查，并根据检查结果进行误差补偿，可以有效地提高加工精度。
常见的误差补偿方法有：（1）增量误差补偿：根据实际测量结果，通过对数控程序进行修正，实现误差的补偿。
（2）半闭环误差补偿：利用测量系统与控制系统的相互作用，实现误差的自动补偿。
3. 定期保养与维护数控机床的定期保养与维护是保证其加工精度稳定性的重要措施。
在进行保养维护时，应注意以下几个方面：（1）清洁和润滑：定期清洁机床表面和各零部件，并进行润滑以减少磨损。
数控机床进给速度对圆度的影响测试与分析
图 ２ 不 同 进 给 速 度 下 的 圆度
球 杆 和球座组 成 ， 球 杆 内部 安 装 有 可伸 缩 的纤 维 杆 内的 高精 度 位 移 传 感 器 ， 传 感 器 包 括 ２个 线 圈 和 １
Ｌ ＶＤ Ｔ 技
通 过 图 ２可 以看 出 ， 不 同进 给 速 度 下 的 圆度 误
差 图基 本一 致 ， 但 是误 差 大小不 同 。
将 不 同进 给 速 度 下 的 圆度 测试 数 据 进 行 整理 ，
圆度误 差与进 给 速度 的关 系 ， 如 图 ３所示 。 通 过 图 ３可 以看 出 ， 在 圆半 径 相 同的情 况下 ， 伺
度 。机 床 的进 给 速度 对 圆度 的影 响很 大 ， 但是 目前 几乎 没有 文献 测试 和分 析进 给速 度对 圆度 的量 化影
响。
２ 立式 加 工 中心 的 圆度 测 试
采用 ＱＣ ２ ０一ｗ 无 线球 杆 仪对 立式 加 工 中心 的
Ｘ—ｙ平 面进 行 圆度 测 试 。在 Ｃ ＮＣ系 统 中设 置 Ｘ
标准 ＡＳ ＭＥ Ｂ ５ ． ５ ７ 、 日本 国家 标 准 Ｊ Ｉ Ｓ Ｂ Ｂ ６ １ ９ ４和 中 国国家 标 准 Ｇ Ｂ １ ７ ４ ２ １ ． ４等 标 准 规 定 了 采用 球 杆 仪 进行 数 控机床 的圆度检 验 。机床 生产 厂商 一般 在机
图 １ 无 线 球 杆 仪
床 的常 用速 度 和 圆 半 径 状 态 下 测 试 机 床 的 联 动 精
图 ３ 不 同 进 给 速 度 时 的 圆 度 误 差 对 比
对 球 杆仪 测 试 的 圆度 误 差 进行 误 差 分 离 ， 得 到 不 同进 给速 度下 的误 差数 据及 排 序 ， 分别 如 表 １ ～３
数控机床的加工精度误差分析与校正方法
数控机床的加工精度误差分析与校正方法数控机床是现代制造业中不可或缺的重要设备，其加工精度对于产品质量和工艺精度的保证至关重要。
然而，由于制造和工艺的复杂性，数控机床在加工过程中不可避免地会产生一定的误差。
因此，对加工精度误差进行分析与校正是非常必要的。
首先，我们需要了解数控机床加工精度误差的来源。
加工精度误差主要包括几个方面：机床本身的几何误差、机床的运动误差、工具磨损和刀具固定误差以及切削力导致的变形误差等。
这些误差会对加工质量产生直接或间接的影响。
针对机床本身的几何误差，我们可以通过测量和分析来得到准确的数据，并进行适当的校正。
常见的机床几何误差包括直线度误差、平行度误差、垂直度误差、回转误差等。
通过使用高精度的测量工具和仪器，我们可以测量出机床各轴的误差，并使用补偿算法对其进行校正。
机床运动误差也是导致加工精度误差的重要因素。
这些误差主要包括位置误差、速度误差和加速度误差。
为了准确分析和校正这些误差，我们可以使用激光干涉仪、拉曼散射仪等高精度测量设备对机床运动进行实时监测和记录。
在得到准确的运动误差数据后，我们可以通过运动补偿算法对其进行校正。
工具磨损和刀具固定误差是导致加工精度误差的另一主要原因。
工具的磨损会导致切削力的不稳定和工件加工尺寸的变化。
刀具固定误差则会造成刀具的姿态变化，进而影响加工质量。
为了准确分析和校正这些误差，我们可以通过实时监测刀具磨损和固定状态，并使用自适应控制算法对其进行调整和补偿。
最后，切削力导致的变形误差也是数控机床加工精度误差中不可忽视的因素。
切削力会导致机床结构的变形，从而影响工件的加工精度。
为了准确评估和校正这种误差，我们可以通过应变测量、力传感器等方式实时监测和测量机床的结构变形情况，并使用补偿算法对其进行调整。
总结来说，数控机床的加工精度误差分析与校正是确保产品质量和工艺精度的关键步骤。
在这个过程中，我们需要准确地识别和分析加工精度误差的来源，并采取相应的校正措施。
机床精度的检测及对加工的影响
机床精度的检测及对加工的影响机床的精度主要包括回转精度、导轨导向精度、坐标轴相互位置精度。
对于车磨类机床，机床的精度主要对尺寸精度有影响；对于镗铣类机床，机床精度主要影响位置和形位公差。
精度的检测内容主要包括几何精度、定位精度和切削精度。
一、机床精度的几何精度：（反映其几何形状误差）1、 X、Y、Z坐标轴的相互垂直度。
（在加工中影响工件的平行度与垂直度）具体的检测方法如图1所示：在机床工作台上置一标准方箱，通过旋转工作台用千分表将方箱其中一平面CDEF与X轴方向拉平，然后在方箱CDEF平面上压上千分表，然后移动机床的Y轴，此时千分表上从e点到f点上的读数之差值既是X轴和Y轴的垂直度误差；相同的方法在ABCD平面上压上千分表，然后移动Z轴，此时千分表从a点到b点的读数之差值即是X轴和Z轴的垂直度误差；同样通过旋转工作台，将CDEF平面与Y轴方向拉平，然后在ABCD平面上压一千分表移动Z轴，此时千分表上a点到b点的读数之差值即是Y轴和Z轴的垂直度误差。
2、工作台面的平行度。
（在加工中影响工件的平行度和直线度、平面度）具体的检测方法：（1）、X轴移动工作台面的平行度：在主轴上装一千分表，压在工作台上，通过移动X轴，此时千分表上的读数之差值即是X轴移动工作台面的平行度。
（2）、Z轴移动工作台面的平行度；同样的方法通过移动Z 轴，千分表上的读数之差即是Z轴移动工作台面的平行度。
3、各坐标轴的直线度。
（在加工中将影响到直线度、平面度和垂直度）具体检测方法：在工作台上置一标准方箱，如图1所示，在主轴上装一千分表，压在ABCD平面上，通过移动Y轴，此时千分表的读数差即是Y轴的直线度。
同样移动Z轴千分表上的读数差即是Z轴的直线度.同样将千分表压在CDEF平面上，移动X轴，千分表的读数差即是X轴的直线度。
４、回转工作台的精度，在加工过程中，它将影响到角向误差和同轴度与圆度。
具体的检测方法如图２所示：在其主轴上装上千分表,然后把千分表指针压至工作台面，通过旋转工作台，此时千分表上两次不同的读数之差即是工作台回转精度之误差。
数控机床精度要求、检测方法和验收
数控机床精度要求、检测方法和验收一、几何精度工作台运动的真直度、各轴向间的垂直度、工作台与各运动方向的平行度、主轴锥孔面的偏摆、主轴中心与工作台面的垂直度等。
机床主体的几何精度验收工作通过单项静态精度检测工作来进行，其几何精度综合反映机床各关键零、部件及其组装后的综合几何形状误差。
在机床几何精度验收工作中，应注意以下几个问题。
①检测前，应按有关标准的规定，要求机床接通电源后，在预热状态下，使机床各坐标轴往复运动几次，主轴则按中等转速运转10～15min后，再进行具体检测。
②检测用量具、量仪的精度必须比所测机床主体的几何精度高1～2个等级，否则将影响到测量结果的可信度。
③检测过程中，应注意检测工具和检测方法可能对测量误差造成的影响，如百分表架的刚性、测微仪的重力及测量几何误差的方向（公差带的宽度或直径）等。
④机床几何精度中有较多项相互牵连，须在精调后一次性完成检测工作。
不允许调整一项检测一项，如果出现某一单项须经重新调整才合格的情况，一般要求应重新进行其整个几何精度的验收工作。
二、位置精度数控设备的位置精度是指机床各坐标轴在数控系统控制下运动时，各轴所能达到的位置精度（运动精度）。
数控设备的位置精度主要取决于数控系统和机械传动误差的大小。
数控设备各运动部件的位移是在数控系统的控制下并通过机械传动而完成的，各运动部件位移后能够达到的精度将直接反映出被加工零件所能达到的精度。
所以，位置精度检测是一项很重要的验收工作。
1．数控机床的位置精度主要包括以下几项：（1）定位精度；定位精度是指机床运行时，到达某一个位置的准确程度。
该项精度应该是一个系统性的误差，可以通过各种方法进行调整。
（2）重复定位精度；重复定位精度是指机床在运行时，反复到达某一个位置的准确程度。
该项精度对于数控机床则是一项偶然性误差，不能够通过调整参数来进行调整。
（3）反向误差反向误差是指机床在运行时，各轴在反向时产生的运行误差（4）原点复位精度2．检测方法（1）定位精度的检测对该项精度的检测一般在机床和工作台空载的条件下进行，并按有关国家（或国际）标准的规定，以激光测量为准。
数控机床的精度检验
移动横滑板在全工作行
滑板横向移 动对主轴轴 线的垂直度 G9 (同一滑板上 装有两个转 塔时,只检验 用于端面车
削的转塔 )
程上进行检验。 将 主 轴 旋 转 l80°,
再同样检一次。 误差以指示器两次测量 结果的代数和之半计。 检验用平盘的直径或平 尺长度的尺寸 W 如下 (mm):
D
≤36 0
360＜ D≤800
W 200
300
L=300：
将指示器固定在
a： 指 示 器 溜 板 上 , 使 其 测
0.015(向 和 检 验 头 分 别 触 及 固 定
溜 板 移 动 刀具偏) 棒
在主轴上的检验
对主轴轴线 b：0.02
棒表面：
的平行度：
a. 在 主 平 面 内 ；
G10 a. 在 主 平
b. 在 次 平 面 内 。
(三)定位精度
机床定位精度是指机床主要部件在运动终 点所达到的实际位置的精度。实际位置与预期位 置之间的误差称为定位误差。
对于主要通过试切和测量工件尺寸来确定运动部件 定位位置 的机床 ,如卧式车床、万能升降台铣床等普通 机床 , 对定位精度的要求并不太高。但对于依 靠机床 本身的测量装置、定位装置或自动控制系统来确定运动 部件定位位置的机床 ,如各种自动化机床、数控机床、 坐标测量机等 ,对定位精度必须有很高的要求。
螺距误差：
丝杠导程的实际值与理论值的偏差。例如PⅢ 级滚珠丝杠的螺距公差为0.012mm/300mm。
反向间隙：
即丝杠和螺母无相对转动时丝杠和螺母之间 的最大窜动。
由于螺母结构本身的游隙以及其受轴向载荷后的弹 性变形，滚珠丝杠螺母机构存在轴向间隙，该轴向间隙在丝 杠反向转动时表现为丝杠转动α角，而螺母未移动，则形成 了反向间隙。为了保证丝杠和螺母之间的灵活运动，必须有 一定的反向间隙。但反向间隙过大将严重影响机床精度。因 此数控机床进给系统所使用的滚珠丝杠副必须有可靠的轴向 间隙调节机构。图2所示为常用的双螺母螺纹调隙式结构， 它用平键限制了螺母在螺母座内的转动，调整时只要拧动调 整螺母4就能将滚珠螺母沿轴向移动一定距离，在将反向间 隙减小到规定的范围后，将其锁紧。
数控机床进给系统进给精度误差分析及优化
在不 断增长 的竞争 压力下，对现代化 数控机床 的生产效 率和 加工 精度 的要 求也不 断提高，同时机床 的稳定性 （ 各轴进给误差 ） 和使用 寿命也相应变得越来越重要， 这些变化 直接 导致 了对机床进 给控制检测要求的提高 。机床总误差中 ， 进给 系统 的定位误差为举 足轻重 。 目前数控机床加工零件加工精度要求 高时 ， 本身机械装配 已无 法满足要求 ， 机床各进给轴 ， 必须通过直线光栅尺 直接反馈进 给系统运动误差 ， 闭环控制进而通过数控 系统精 细补偿 ， 满 足前述
・
５ ８・
科 技 论 坛
数控机床进给系统进给精度误差分析及优化
洪寿福 轩广进 张 洋 （ 中捷机床 有限公 司， 辽宁 沈 阳 １ １ ０ １ ４ ２ ） 摘 要： 数控机床 为缩短机械加工时间， 进给速度及加速度 的不 断提 高， 对加 工工件 的精 密性更加加强 ， 对其进 给 系统传 动精度要 求 更加严格 ， 直线光栅尺闲环控制传动链结构对优化进给精度误差简单可靠 。 关键词 ： 定位误差 ； 进 给 系统 ； 光栅尺 ； 丝杠 ； 支撑 方 式
一
一
一
高加工精度要求。
１进给传动 系统的结构 数控机床设计 多种 多样 ， 但进给 系统结构大多相 同。滚珠丝杠 被用 于实现伺服电机旋 转运动到滑板的直线运动 的转换 。 丝杠两端 支撑座 内部 的轴承承受进给运动及加工的切削轴 向分力。 伺服 电机 通过联轴器与丝杠联接 。 而进给运动的位置值是通过直线光栅尺或 电机 编码器加载到丝杠旋转运动上的 。 单纯使用编码器对滚珠丝杠 １ ． ２进给系统误差来源 进行 位置控制时 ， 控制环检测到 的数据是 电机转子角度位置 ， 并非 丝杠发热产生定位误差 ： 机床滑板 的直线运动位 置。 为 了从电机转子 的角度位置精确推算 出 在采用编码器进 行位 置控制 时 ， 由于滚珠丝杠发热而导致定 位 滑板的直线位置 ，驱动 电机与滑板间一切传动系统 的性 能必须 已 误差是最大的误差来源 。 知， 重复性 必须 高。 而直线光栅尺控制包含 了整个进给系统。 进给 系 原因是 ， 一方 面， 在将电机的旋转运 动转 为线性运 动时 ， 丝杠 要 统的机械传动误差 由光栅 尺测量 ， 通过数控系统进行补偿 ， 减少进 有高刚性 ， 另一方面 ， 丝杠起长度标尺作用 。 这种双重功能使得机床 给运动定位误差 。 设计时必须满足这两方面要求。 而丝杠 的刚性取决于丝杠 的两端 固 ｉ ． １ 运 动误 差 定预紧 。 直接采用旋转编码器 ＋丝杠系统带来 的是丝杠螺距误差 。 进给 滚珠丝杠支撑轴 承对定位精度影 响 ： 系统 的间隙及螺距损 失。 由于滚珠丝杠 的螺距 用来直线测量 的标 如图 ａ １ 丝杠 单边 固定 安装 时 ， 丝杠可 以按温度 变化 由紧 固端 出 准， 滚珠丝杠的螺距误差直接影响测量结果。进给系统内部间隙会 发 自由伸长。 通常用 于短丝杠和垂直进给丝杠 。 承载能力小 ， 轴 向刚 导致 １ 到ｌ Ｏ ｍ左右背隙 出现。丝杠运动一定时间后 ， 可达到伸长 度低 ； 平衡状态。这个过程 中会导致丝杠定位产生非线性误差 。 如图 ｂ ） 丝杠单边 固定安装， 一端浮动 时，丝杠可 以按 温度变化
五轴数控机床的运动精度检测剖析
五轴数控机床的运动精度检测剖析数控机床作为国家重点产业的支柱之一，长期以来在制造业和工业自动化领域中扮演着至关重要的角色。
五轴数控机床，作为现代数控机床的一种，具有多轴同时控制、高速高精、灵活性强等特点，其在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
机床的准确度和稳定性是保证产品质量的关键，而精度检测过程则是确保其运行状态的关键环节。
本文将分析五轴数控机床的运动精度检测方法和主要影响因素。
运动精度检测方法运动精度检测主要是通过测量机床的加工精度来评估其运动精度，主要包括以下几种方法。
定坐标法定坐标法是一种常用的运动精度检测方法，是利用五坐标测量仪（又称作CMM）进行机床定位精度和一至性误差测试的方法。
其具体步骤如下：1.规定一个标准坐标系；2.用五轴数控机床切削出一个精度比较高的工件；3.用五坐标测量仪测量工件上的基准点（一般为刀具中心）；4.根据测量结果计算机床的误差。
数学建模法随着近年来数学计算机模拟技术的不断发展，数学建模法逐渐应用到运动精度检测中。
该方法是将机床的各种误差因素进行测量和分析并建立数学模型，预测机床的加工精度和稳定性。
传统联动测量法传统联动测量法是一种传统的运动精度检测方法。
其主要步骤是用高精度测量仪器分别测量两个传感器的测量信号，再经过计算机软件处理后获得机床的运动误差。
影响精度的因素五轴数控机床的精度主要受以下因素影响。
加工工件材料和加工过程参数加工工件材料和加工过程参数是影响机床轴向精度的重要因素。
加工工件材料不同、切削速度、进给速度、进给量、切削深度以及冷却液的使用等加工过程参数不同，对机床的精度影响也不同。
机床本身机床本身的精度是影响机床加工精度的重要因素，具体包括结构、精度等级、刚度、稳定性等方面。
另外，五轴数控机床的自重、惯性等参数也会对机床精度产生一定的影响，因此机床要保持平稳、平衡的状态。
操作人员操作人员的技术水平和工作态度也对机床加工精度有很大的影响。
无论是设定加工参数，还是刀具调整等操作，都需要操作人员的精细操作。
数控机床的加工速度与进给速度控制方法
数控机床的加工速度与进给速度控制方法数控机床是一种通过数控系统来控制机床运动的先进设备，其具备高精度、高效率和自动化程度高的特点。
数控机床的加工速度和进给速度是影响加工质量和效率的关键因素之一。
本文将介绍数控机床的加工速度与进给速度控制方法，以帮助读者更好地理解和应用数控机床。
首先，加工速度是指机床主轴的转速，也称为主轴速度。
数控机床通常可以通过数控系统来控制主轴速度。
主轴速度的控制方法有两种：一种是通过手动输入主轴速度值，将其与工艺要求相匹配；另一种是利用自动控制系统，根据工件材料、工具材料和切削参数等自动计算出最佳主轴速度，并将其传达给数控系统进行控制。
在实际加工中，通常需要根据工艺要求和工件材料的不同，选择合适的主轴速度，以提高加工质量和效率。
进给速度是指机床工作台或刀架在工件上的移动速度，也称为进给速率。
数控机床可以通过数控系统来控制进给速度。
进给速度的控制方法有多种：一种是按照设定的进给速率进行手动操作；另一种是利用自动控制系统，根据工件形状、加工要求和切削参数等自动计算出最佳进给速率，并将其传达给数控系统进行控制。
在实际加工中，选择合适的进给速率可以提高加工效率和工件表面质量，避免因进给速度过高或过低导致的加工问题。
除了加工速度和进给速度的基本控制方法外，还有一些辅助的控制方法可以进一步提高数控加工的效率和质量。
其中，切削参数的优化是一个重要的方面。
通过合理选择切削速度、进给速度和切削深度等切削参数，可以使切削过程更加稳定、切削力更加均衡，从而提高加工质量和工件表面光洁度。
同时，还可以考虑使用一些特殊的切削工具和刀具材料，如硬质合金刀具、涂层刀具等，来提高切削效率和工具寿命。
此外，数控机床还可以通过自动换刀系统进行多工具切换，从而提高加工效率。
自动换刀系统可以根据工艺要求，自动选择不同的刀具，并完成刀具的定位和固定工作。
在实际应用中，这种自动换刀系统通常配备有多个刀位，可以根据加工需要进行刀具的快速、准确更换，从而适应多样化的加工任务。
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提 高机床的制造精度是机床制造业的永恒主 题，也是现代制造技术水平不断提高对机床 的要求。随着数控机床的发展和日益广泛应用，数控 机床的精度研究也受到越来越高的重视［１－６］。本文使 用平面光栅测量仪测试了 １ 台立式加工中心机床在各 种进给速度下的运动轨迹误差，分析运动参数对运动 轨迹误差的影响，给出了减小运动轨迹误差的对策。
矿山机械 第 ３３ 卷 ２００５ 年第 １０ 期
论文编号：１００１－３９５４（２００５）１０－０１０２－１０３
数控机床进给速度对运动精度
影响的测量与评价
李 航 １１河南科技大学先进制造技术重点学科开放实验室 河南洛阳 ４７１００３ ２北京理工大学机械与车辆工程学院
析部分。图 １ 是测量仪的工作照片，图 ２ 是测量仪
的系统组成。
作者简介：李 航，男，１ ９ ６ ２ 年生，副教授，安徽蚌埠人。北京 理工大学机械制造及其自动化专业毕业，工学博士。主要研究方向： 数控机床的相关技术；机器人技术及其在机械工程中的应用。
图２ 平面光栅测量仪系统图
２ 运动轨迹精度测量与数据处理
术，２０００（４） ４． 高松福． ＡｕｔｏＣＡＤ２００４ 中文版机械制图实例与技巧． 北京：电子工业
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１１００２２
Ｍｉｎｉｎｇ ＆ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
R 之差 ΔR—— 同一采样点 １０ 次 ΔR 算术平均值
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图５ F与ΔR 之间的关系 （R ＝ ３０ ｍｍ）
１１００３３
Ｍｉｎｉｎｇ ＆ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
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５ 结束语
采用 ＶＢＡ 作为开发工具，可以快捷地开发出机
在立式加工中心机床的 XY 工作台上进行各种进 给速度下圆运动轨迹误差的测量，其中半径 R 分别 取 ５ ｍｍ、１０ ｍｍ、３０ ｍｍ 和 ５０ｍｍ；进给速度 F 分别取 １００ ｍｍ／ ｍｉｎ、５００ ｍｍ／ ｍｉｎ、１ ０００ ｍｍ／ ｍｉｎ、 １ ５００ ｍｍ／ ｍｉｎ、２ ０００ ｍｍ／ ｍｉｎ、２５００ｍｍ／ ｍｉｎ、３ ０００ ｍｍ／ ｍｉｎ。顺时针、逆时针分别测量 ５ 次。测量数据 作如下处理
∆Ri =
X
2 i
+
Yi 2
−
R （１）
∑ ∆R
=1 10
10 1
∆Ri （２）
式中 X 、Y —— 分别为圆运动轨迹各采样点的实际
平面光栅测量仪的测量原理与传统的直线光栅尺 的测量原理相同，都依赖于摩尔效应。所不同是，平 面光栅测量仪的光栅盘和光栅读数头都刻有 ２ 组互相 垂直的刻线组成的栅格，它可以测出光栅盘和光栅读 数头在平面内 ２ 个坐标轴方向的相对运动值，且在仪 器测量范围内 ２ 者的相互运动轨迹不受限制。仪器单 方向的测量精度为 ０．５ µ ｍ。
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正交光栅． 现代制造工程，２００３（１１） ８． 李 航，陈安民，李济顺等． 基于平面光栅的加工中心几何误差辨
１ 平面光栅测量仪
运动轨迹误差的测量使用的是平面光栅测量仪。
它可以测量二维
平面的任意轨迹
误差，并能给出
任意采样点的二
维误差［７，８］。
平面光栅测
通 量仪由 ２ 部分组
成，一部分是由
用 平面光栅盘和光 栅读数头组成的
测量部分；另一 部分是由计算
图 １ 平面光栅测量仪
机、数据采集卡和数据处理软件组成的数据处理与分
i
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X 、Y 坐标值
R —— 名义圆半径
ΔR —— 各采样点实际测量的半径与名义半径 i
面。这里用户界面采用对话框的形式，以简化人机的
械标准件库，为解决机械设计中所涉及的大量标准件
交互操作，系统共有 ３ 级对话框组成，第 １ 级对话 框让用户选择标准件的类型，为了美观明了，对话框 上插入不同类型标准件的示意图形，用户只需点击图 形即可选择相应类型的标准件，当第 １ 级对话框选定 后系统将弹出第 ２ 级对话框供用户选定所选标准件的
通
（２） 进给速度一定时，半径越大，圆运动轨迹误
用
差越小。
（３） 半径越大，进给速度对误差的影响越小。
（４） 在用数控机床加工小直径零件时，应采用较
低的进给速度；加工大直径零件时可以采用较高的进
给速度。具体数据有待进一步研究。
图４ F与ΔR 之间的关系 （R ＝ １０ ｍｍ）
参考文献 １． 倪 军． 数控机床误差补偿研究的回顾及展望． 中国机械工程，１９９７（１） ２． 刘又午，章 青，王国峰． 数控机床误差补偿技术及应用发展动态
i
测量数据经 ＭＡＴＬＡＢ 软件处理后结果如下面各 图 （图 ３～７）。
３ 试验结果分析与结论
（１） 半径一定时，进给速度越大圆运动轨迹误差 越大。
矿山机械 第 ３３ 卷 ２００５ 年第 １０期
图６ F与ΔR 之间的关系 （R ＝ ５０ ｍｍ）
图３ F与ΔR 之间的关系 （R ＝ ５ ｍｍ）
半径 （ｍｍ） 图７ 不同进给速度 （F） 时 R 与ΔR 之间的关系
的查询与绘制提供了有效途径。由于 ＶＢＡ 采用 ＤＡＯ 方式访问、管理数据库，所以可以更方便的完成应用 程序与标准件数据库之间的通信，同时， 由于ＶＢＡ采 用面向对象的编程，所以可以更轻松地开发出友好、 强大的用户界面。
一些参数，同时用户可以了解有关此标准件的一些信 息。当点击确定按钮后，系统弹出第 ３ 级对话框，用 户可以选择插入点、缩放比例、旋转角度及视图方向 等，然后相应标准件将插入到当前图形之中。如图 ２ 所示为选择螺栓类型的第一级对话框界面。