各直线运动轴的定位精度和重复定位精度
分辨率,定位精度,重复定位精度三者之间有什么关系？
分辨率，定位精度，重复定位精度三者之间有什么关系？这篇文章，本来应该在上周发出来。
但是，因为我上周去了青海甘肃大环线，一直在路上，所以就耽误了下来。
有意思的是，我们去甘肃的城市，碰巧和大大的重合，敦煌－嘉峪关－张掖－兰州。
这不，昨天刚回来，就恶补了一个大觉。
今天才继续完成写作。
好了，回到主题。
分辨率，定位精度，重复定位精度三者之间有什么关系？对于这个问题，我相信，很多刚开始做设计的伙伴们，都有这样的疑问。
今天，不墨迹，直接讲问题。
先说分辨率，这个最容易理解。
分辨率：简单来说，就是，系统所能产生的，最小运动步距。
也就是，给一个指令，系统运动轴，能够运动的最小距离。
好像，还是比较抽象。
用电子表打个比喻吧，我们都知道，时针每小时变化一次，分针是每分钟变化一次，秒针是每秒钟变化一次。
这里，时针的分辨率是一小时，分针分辨率是一分钟，秒针分辨率是一秒钟。
又比如说，同样一筐苹果，在路边摊的杆秤称，是两斤半，拿到菜场的台秤上称，是两斤四两，放到超市的电子秤上，则是1180克，这里称出的重量不同，是因为各种秤的分辨率不同，很显然，电子秤的分辨率最高。
通常，系统分辨率，不单单取决于反馈系统的分辨率，比如光栅尺，或者其他位移传感器的分辨率，而且还和传动系统有关系。
比如，用齿轮齿条传动，如果没有预压，啮合间隙会导致传动间隙，使分辨率下降。
再比如，用滚珠丝杠传动，如果没有预压，也会有传动间隙，使分辨率下降。
而用直线电机，直接驱动，可以达到零间隙传动，使得分辨率，接近位移传感器的分辨率。
这里，之所以是接近，而不是等于，是因为，它还和系统的连接刚性有一定的关系，刚度太小，系统太柔了，也会使得分辨率下降。
比如，用柔性体连接，当线性马达线圈，按照反馈系统的指令，走了一个微小距离，例如10um，但是系统的柔度太大，结构变形吸收掉一部分距离，比如吸收掉2um，那么系统的分辨率就降低了，不是原来的10um，而是12um。
好了，关于分辨率，先说这些。
影响数控机床定位精度和重复定位精度的因素及处理方法
ｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｒａｎｇｅ ａｎｄ ｂｅ ｓｔａｂｌｅ.
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ ａｒｅ ｌｉｋｅｌｙ ｔｏ ｂｅ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｐｏｏｒ
ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｗｅａｒꎬ ｐｏｏｒ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎꎬ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆａｉｌｕｒｅｓꎬ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｒｅａｓｏｎｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａ￣
数控机床的定位精度是指机场各坐标轴在数控
入轴之间的联轴器磨损松动ꎬ各级传动轴轴承损坏ꎬ
装置的控制下运动部件所能达到目标位置的准确度ꎮ
长期使用的传送带老化ꎬ滚珠丝杠磨损致螺距超差
重复定位精度指在数控机床上反复运行同一程序代
等ꎮ 传动元件的磨损会导致数控机床的各坐标轴定
码所得到的位置精度的一致度ꎮ 数控机床的加工精
１.１ 传动元件系统
精度和重复定位精度超差ꎮ 一般处理导轨方面的问
题使用调整修复的方法ꎬ常见问题及处理措施具体如
表 ２ 所示ꎮ
数控机床各个坐标轴在传动部件随着使用年限
∗ 收稿日期:２０１９－１０－１６
数控维修考试试题
数控机床维修复习题一.填空C是指系统，简称数控系统。
2.数控机床的中系统取代了传统机床中传动。
3.数控机床几何精度的检验，又称精度的检验，它是反映机床关键零部件经综合几何形状误差。
4.数控机床的驱动系统主要有驱动系统和驱动系统，前者的作用是控制的各坐标轴的运动；后者的作用是控制机床的主轴运动。
5.数控机床切削精度的检验，又称精度检验，它是在切削加工的条件下，对机床精度和精度的一项综合性考核。
6.主轴准停主要有三种实现方式，即准停、准停和准停。
7.数控系统工程故障诊断分为个阶段，即故障，故障与隔离和故障位。
8.故障诊断基本过程是：、、、、。
9.工作台超程一般设有两道限位保护，一个为限位，而另一个为限位。
10.主轴伺服系统发生故障时，通常有三种形式，即，和。
11.为了提高数控设备返回原点的精度，通常采取的措施有和。
12.数控设备回参考点故障的主要形式有和。
13.数控机床机械故障诊断的主要内容，包括对机床运行状态的，和视三个方面。
14.数控设备的维修就是以状态监测为主的维修体系。
15.接通数控柜电源，检查各输出电压时，对+5V电源的电压要求高，一般波动范围控制在±。
16.数控设备接地一般采用式，即式。
二.选择题1.数控机床故障按发生部位可分为（）。
A.破坏性故障和非破坏性故障B.有诊断显示故障和无诊断显示故障C.电气故障和机械故障D.非关联性故障和关联性故障2.数控加工中心与普通数控铣床、镗床的主要区别是（）。
A.一般有三个数控轴B.设置有刀库，在加工过程中由程序自动选用和更换C.能完成钻、铰、攻丝、铣、镗等加工功能D.主要用于箱体类零件的加工3.关于联动控制轴，下列说法正确的是（）。
A.联动控制轴数是指CNC控制的进给伺服轴的数量B.联动控制轴数是指能够同时插补的进给伺服轴的数量C.联动轴就是机床的CNC轴C轴一定是联动轴，但联动轴不一定是CNC轴4.数控机床的几何精度检验包括（）。
A.工作台的平面度B.各坐标方向移动的垂直度C.X、Z坐标方向移动时工作台面的平行度D.以上都是5.数控机床的几何精度检验包括（）。
数控车床精度检验
(1)定位精度的检验 数控车床定位精度，数控车床是指车床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。数控车床的定位精度又可以理解为车床的运动精度。普通车床由手动进给，定位精度主要决定于读数误差，而数控车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。摇臂钻床车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。
目前，检测车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。每项几何精度的具体检测方法可按照GB／T 21948．2—2008“数控升降台铣床检验条件”、GB／T 18400．9—2007“加工中心检验条件”等有关标准的要求进行，亦可按车床出厂时的几何精度检测项目要求进行。
定位精度主要检测以下内容：
①各直线运动轴的定位精度和重复定位精度；
②直线运动各轴机械原点的复归精度； ③直线运动各Fra bibliotek的反向误差；
④回转运动(回转工作台)的定位精度和重复数控车床定位精度；
⑤回转运动的反向误差；
⑥回转轴原点的复归精度。
车床几何精度的检测必须在车床精调后依次完成，不允许调整一项检测一项，因为几何精度有些项目是相互关联相互影响的。数控车床几何精度的检查在几何精度检测中必须对车床地基有严格要求，应当在地基及地脚螺栓的固定混凝土完全固化后再进行。精调时应把车床的主床身调到较精确摇臂钻床的水平面以后，再精调其他几何精度。有一些几何精度项目是互相联系的，例如在立式加工中心检测中，如发现y轴上数控车床和Z轴方向移动的相互垂直度误差较大，则可以适当调整立柱底部床身的地脚垫铁，使立柱适当前倾或后仰，减小该项误差。但这样也会改变主轴回转轴心线对工作台面的垂直度误差。因此，对各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项，否则会造成由于调整后一项几何精度而把已检测合格的前一项精度调成不合格。
如何提高数控机床各轴的定位精度和重复定位精度
如何提高数控机床各轴的定位精度和重复定位精度如何提高数控机床各轴的定位精度和重复定位精度对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的，以便及时发现和解决问题，提高零件加工精度，那么如何提高机床各轴的定位精度和重复定位精度呢？同一台机床，由于采用的标准不同，所得到的位置精度也不相同, 因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。
数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。
对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。
反向偏差在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部件（如伺服电动机、伺服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等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。
对于采用半闭环伺服系统的数控机床，反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响产品的加工精度。
在G01切削运动时，反向偏差会影响插补运动的精度，若偏差过大就会造成“圆不够圆，方不够方”的情形;而在G00快速定位运动中，反向偏差影响机床的定位精度，使得钻孔、镇孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。
同时，随着设备投入运行时间的增长，反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加，因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。
【反向偏差的测定】反向偏差的测定方法：在所测量坐标轴的行程内，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（一般为七次），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偏差测量值。
在测量时一定要先移动一段距离，否则不能得到正确的反向偏差值。
测量直线运动轴的反向偏差时，测量工具通常采有千分表或百分表，若条件允许，可使用双频激光干涉仪进行测量。
数控技术试题
数控试题1．计算机辅助制造()。
A、CAMB、CADC、CNCD、MDI2．计算机系统中，信息的传送是通过总线进行的。
它有()组总线。
A、一B、二C、三D、四3．数控系统由()组成。
A、数控装置B、伺服系统C、测量反馈装置D、以上都是4．()可分为开环控制、半闭环控制和闭环控制。
A、数控装置B、伺服系统C、测量反馈装置D、控制器5．()是数控系统的执行部分。
A、数控装置B、伺服系统C、测量反馈装置D、控制器6．数控装置工作基本正常后，可开始对各项()迹行检查、确认和设定。
A、参数B、性能C、程序D、功能8．数控系统的可靠性主要取决于()。
A、数控装置B、伺服系统C、测量反馈装置D、控制器9．在计算机的基本部件中，运算器与控制器是系统的核心，称为()。
A、RAMB、ROMC、CPUD、CNC10．在计算机的基本部件中，（）是系统的核心，称为CNC。
A、运算器与外部设备B、存储器与控制器C、CPU运算器与控制器D、运算器与存储器11．在CNC中，数字地、模拟地、交流地、直流地、屏蔽地、小信号地和大信号地要合理分布。
数字地和()应分别接地，然后仅在一点将两种地连起来。
A、模拟地B、屏蔽地C、直流地D、交流地12．数控单元是由双8031()组成的MCS－51系统。
A、PLCB、单片机C、微型机D、单板机13．数控机床是应用了数控技术的机床，数控系统是它的控制指挥中心，是用数字信号控制机床运动及其加工过程的。
目前比较多的是采用微处理器数控系统，称为()系统。
A、CPUB、CNCC、CADD、RAM14．()是经济型数控机床按驱动和定位方式划分。
A、闭环连续控制式B、变极控制式C、步进电动机式D、直流点位式15．经济型数控系统常用的有后备电池法和采用非易失性存储器，如片内带锂电池的随机存储器()。
A、EEPROMB、NVRAMC、FLASHROMD、EPROM16．经济型数控系统中的()显示器功耗小、亮度高、控制简单可靠、价格低，广泛应用于经济型数控系统中。
各直线运动轴的定位精度和重复定位精度-2022年学习资料
数控功能的检验-运动指令功能-准备指令功能-操作功能-CRT显示功能-2004.09。
编制考机程序应包括：-主轴转动中、高、低五种以上速度的正、反转及停止；-各进给运动中、高、低速度G00、G 1移动，全行程的二分之一以上：-自动加工的功能和代码：-自动换刀交换刀床中23以上刀具，重量在中等以上的刀 ：-使用特殊功能如测量、AP℃交换和用户宏程序-2004.09。
机床精度验收-几何精度-定位精度-切削精度-2004.09。
机床几何精度检验-以普通立式加工中心为例：-工作台面的平面度-各坐标方向移动的相互垂直度：-X、Y坐标方向 动时工作台面的平行度：-X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度；-主轴的轴向窜动；-主轴孔的径向跳动： 主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度；-主轴回转轴心线对工作台面的垂直度；-主轴箱沿Z坐标方向移动的 线度。-2004.09。
数控机床维修各直线运动轴的定位精度和重复定位精度
第一章数控机床的安装、调试及验收-数控机床的选用-数控机床的调试-数控机床的验收-2004.09。
数控机床的验收-开箱检验和外观检查-机床性能及数控功能的检验-机床精度的验收-2004.09。
机床性能的检验-主轴系统性能-进给系统性能-自动换刀系统-机床噪声-电气装置-数控装置-安全装置-润滑装置 气、液装置-附属装置-2004.09。
ห้องสมุดไป่ตู้
滚珠丝杠螺母副的结构及间隙调整-滚珠丝杠螺母副的特点：-传动效率高-传动灵敏，不易产生爬行-随动精度和定位 度高-同步性好-传动具有可逆性-磨损小，使用寿命长-施加预紧后，可消除轴向间隙，反向时无空程，轴向运动精度 刚-滚珠丝杠螺母副的结构形式-外循环-内循环-滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法-垫片调整法-螺母调整法差式调整法-滚珠丝杠螺母副的预紧-预紧力计算公式：Fv=l/3Fmax-2004.09。
重复定位精度和反向间隙指导书
数控机床各数控轴重复定位精度和反向间隙一、重复定位精度1、定义重复定位精度是指机床滑板或大拖板在一定距离范围内（一般为200-300mm）往复运动7次千分表或激光干涉仪检测的精度。
取这7次的最大差值。
2、影响因素重复定位精度反映了伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等综合误差。
一般情况下，重复定位精度是呈正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一个非常重要的精度指标。
它是影响机器能力指数CMK，工序能力指数CPK的重要因素。
3、相关标准GB/T18400.4-2010 与ISO标准相当。
300毫米长度上±0.0035JIS 日本标准DIN 德国标准二、重复定位精度和定位精度的区别。
定位精度指的是数控轴实际到达的位置和数控系统要求到达的位置误差。
比如要求一个轴走100 mm ，结果实际上它走了100.01 多出来的0.01 就是定位精度。
重复定位指的是同一个位置多次定位过去产生的误差。
比如要求一个轴走100 mm 结果第一次实际上他走了100.01 重复一次同样的动作他走了99.99 这之间的误差0.02 就是重复定位精度。
通常情况重复定位精度比定位精度要高的多。
单件生产（比如模具制造）要求机床具有较高的定位精度，大批量生产要求机床具有较高的重复定位精度三、重复定位精度的检测方法。
有两种，一种使用激光干涉仪，一种使用千分表。
介绍千分表检测重复定位精度。
1、选取数控轴经常使用的一段长度（200~300）毫米。
2、由作业指导员按下列要求编写一段小程序：1）设定坐标轴的起点2）坐标轴以工进速度（300米/分）往前走200或300毫米。
3）停住3秒。
（便于观察千分表）4）返回起点5）重复上述步骤共七次。
程序如下：（以X 轴为例）G91 X0G01 X300. F300G04 X3.G01 X0M993、作业指导员运行先单节运行小程序，确认程序无误。
4、保全工在停止的位置安装好千分表，并将千分表置零。
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2004。09。
机床精度验收
几何精度 定位精度 切削精度
2004。09。
机床几何精度检验
以普通立式加工中心为例：
工作台面的平面度 各坐标方向移动的相互垂直度； X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度； X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度； 主轴的轴向窜动； 主轴孔的径向跳动； 主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度； 主轴回转轴心线对工作台面的垂直度； 主轴箱沿Z坐标方向移动的直线度。
2004。09。
机床几何精度检验
常用检测工具：
ห้องสมุดไป่ตู้
精密水平仪 精密方箱 直角尺 平行尺 平行光管 千分表 测微仪 高精度检验棒 机床几何精度检测必须在机床精调之后一次完成，不允许调整一项检测一项， 因为几何精度有些项目是相互联系相互影响的。
注意：
2004。09。
机床定位精度检验
滚珠丝杠螺母副的结构形式
滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法
滚珠丝杠螺母副的预紧
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回转运动部件的调整
回转运动部件：
分度工作台：按最小分度角的整数倍分度 回转工作台：回转进给运动，实现任意角度分度及控制
多齿盘分度工作台的结构及调整 加工中心回转工作台的结构及调整
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进给传动系统部件的调整
数控机床进给传动系统布置形式
水平布置和垂直布置
水平布置时和普通机床布置形式相同，大多采用滚珠丝杠取代滑动丝 杠。布置形式有：
1) 2) 3) 4) 一端装推力轴承 两端装推力轴承 一端装推力轴承、另一端装深沟球轴承 两端装推力轴承及深沟球轴承
数控机床与普通机床进给传动系统结构布置的不同之处：
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第二章
数控机床的调整
主轴部件的结构与调整
CK7815型数控车床主轴部件的结构与调整 NT-J320A型数控铣床主轴部件的结构与调整 THK6380加工中心主轴部件的结构与调整
进给传动系统部件的调整 回转运动部件的调整 自动换刀装置的调整 位置检测装置的调整 床身导轨的调整
进给传动系统减速齿轮间隙的调整
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滚珠丝杠螺母副的结构及间隙调整
滚珠丝杠螺母副的特点：
传动效率高 传动灵敏，不易产生爬行 随动精度和定位精度高 同步性好 传动具有可逆性 磨损小，使用寿命长 施加预紧后，可消除轴向间隙，反向时无空程，轴向运动精度和刚 度高 外循环 内循环 垫片调整法 螺母调整法 齿差式调整法 预紧力计算公式：FV=1/3Fmax
1) 2) 3) 4) 数控机床进给传动链首端件是伺服电动机 传动机构大多采用滚珠丝杠取代滑动丝杠 垂直布置的进给传动系统结构中，设置有制动装置 齿轮副采用了消除齿轮啮合间隙结构
2004。09。
进给传动系统伺服电动机的形式及安装
伺服电动机的主要类型及结构
直流伺服电动机 1) 小惯量直流电动机 a) 转动惯量小 b) 机电时间常数小 c) 低速平稳，无爬行现象，换向性能好 2) 宽调速直流伺服电动机 又叫大惯量直流电动机，调速范围宽，可直接驱动滚珠丝杠， 减少了传动损失及传动误差，提高了传动精度 a) 低速性能好，转矩大，可和机床丝杠直接连接 b) 转子惯量大 c) 过载性能好 d) 用永久磁铁作为磁极，提高了电机效率，在重切削过载情况 下，加减速特性好 3) 缺点：尺寸较大，容量和使用环境受限，电刷和整流子要经常维修 交流伺服电机 步进电动机：输出角位移与输入脉冲数量成正比，转子速度与输入脉冲 频率成正比
数控机床维修
第一章 数控机床的安装、调试及验收
数控机床的选用 数控机床的安装 数控机床的调试 数控机床的验收
2004。09。
数控机床的验收
开箱检验和外观检查 机床性能及数控功能的检验 机床精度的验收
2004。09。
机床性能的检验
主轴系统性能 进给系统性能 自动换刀系统 机床噪声 电气装置 数控装置 安全装置 润滑装置 气、液装置 附属装置
2004。09。
数控功能的检验
运动指令功能 准备指令功能 操作功能 CRT显示功能
2004。09。
编制考机程序应包括：
主轴转动中、高、低五种以上速度的正、反转及停止； 各进给运动中、高、低速度G00、G01移动，全行程的二分之一以上； 自动加工的功能和代码； 自动换刀交换刀床中2/3以上刀具，重量在中等以上的刀柄； 使用特殊功能如测量、APC交换和用户宏程序
定义：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。 定位精度决定于数控系统和机械传动误差。 定位精度的主要检测内容：
各直线运动轴的定位精度和重复定位精度； 各直线运动轴机械原点的复归精度； 各直线运动轴的反向误差； 各回转运动轴（回转工作台）的定位精度和重复定位精度； 各回转运动轴原点的复归精度； 各回转运动轴的反向误差；
2004。09。
进给传动系统伺服电动机的形式及安装
伺服电动机与丝杠的联接
直联式 齿轮减速式 同步带式 直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 偏心套调整法 轴向垫片调整法 双薄片齿轮错齿调整法 斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除 垫片调整法 轴向压簧调整法 锥齿轮传动间隙的消除 轴向压簧调整法 周向弹簧调整法 齿轮齿条传动间隙的消除 双薄片齿轮错齿调整法 预紧装置----P43图2-18
2004。09。
机床切削精度的检验
机床的切削精度是一项综合精度
切削精度检验可分为： 1) 单项加工精度检验 2) 加工一个标准的综合性试件精度检验 卧式加工中心切削精度检验内容： 1) 镗孔精度-圆度、圆柱度 2) 端铣刀铣平面精度-平面度、阶梯差 3) 端端铣刀铣侧面精度-垂直度、平行度 4) 镗孔孔距精度——X轴方向、 Y轴方向、对角线方向、孔 径偏差 5) 立铣刀铣四周面精度——直线度、平行度、厚度差、垂直 度 6）两轴联动铣削直线精度——直线度、平行度、垂直度 7）立铣刀铣削圆弧精度——圆度