数控机床的性能讲义测试与评价方法
数控机床位置精度测试常用的测量方法及评定标准
4.4补偿实例 现以ZJK2532A数控铣钻床的X轴为例，该机床配置华中数控世纪星系统。测量方法为“步距规”测量；设某步距规实际尺寸为：
位置
P0
P1
P2
P3
P4
P5
实际尺寸mm
0
100.10
200.20
300.10
400.20
500.05
1、测试步骤如下： 。 在首次测量前，开机进入系统（华中数控HNC-2000或HNC-21M），依次按“F3参数”键、再按“F3输入权限”键进入下一子菜单，按F1数控厂家参数，输入数控厂家权限口令，初始口令为“NC”，回车，再按“F1参数索引”键，再按“F4轴补偿参数”键如图2-6所示，移动光标选择“0轴” 回车，即进入系统X轴补偿参数界面如图2-8所示，将系统的反向间隙、螺距补偿参数全部设置为零，按“Esc”键，界面出现对话框“是否保存修改参数？”，按“Y”键后保存修改后的参数。按“F10”键回到主界面，再按“Alt+X”，退出系统，进入DOS状态，按“N”回车进入系统；
图6步距规安装示意图
数控机床动态性能测试与评估
数控机床动态性能测试与评估数控机床是现代制造业中的重要设备，其动态性能的好坏直接影响到工件加工的精度和质量。
为了确保数控机床在工作过程中的稳定性和准确性，必须对其动态性能进行测试与评估。
本文将介绍数控机床动态性能测试的方法和评估的相关指标，以期提供参考和指导。
一、测试方法数控机床的动态性能测试主要包括加速度测试、速度测试和定位精度测试三个方面。
下面将详细介绍这三个测试方法。
1. 加速度测试加速度测试旨在评估数控机床在快速启停过程中的稳定性能。
测试时，通过设置不同的加速度值，使数控机床在规定时间内加速至最高速度，然后再减速停下来。
通过测量加速度过程中的振动情况和减速停顿过程中的位置误差，可以评估机床的加速度性能。
2. 速度测试速度测试是评估数控机床在运行过程中的速度变化和稳定性能。
测试时，通过设置不同的速度值，使机床在规定的时间内运行一段距离。
通过测量运行过程中的位置误差和速度波动情况，可以评估机床的速度性能。
3. 定位精度测试定位精度测试是评估数控机床在停下来后，重新启动时的位置回归能力。
测试时，通过将机床移动至一个位置，然后停下来，再重新启动，通过测量重新启动后的位置与目标位置之间的偏差，可以评估机床的定位精度。
二、评估指标数控机床的动态性能评估需要考虑多个指标，下面将介绍几个常用的评估指标。
1. 加速度度量指标加速度的度量指标主要包括最大加速度、平均加速度和加速度时间。
最大加速度表示在加速过程中达到的最高加速度值，平均加速度表示加速过程中的平均加速度大小，加速度时间表示加速过程所需的时间长度。
2. 速度度量指标速度的度量指标主要包括最大速度、平均速度和速度波动。
最大速度表示运行过程中达到的最高速度值，平均速度表示运行过程中的平均速度大小，速度波动表示速度变化的波动情况，波动越小表示机床的速度稳定性越好。
3. 定位精度度量指标定位精度的度量指标主要包括位置误差和重复定位精度。
位置误差表示机床在停下来后重新启动时与目标位置之间的偏差大小，重复定位精度表示机床在多次停下来后重新启动时的位置回归能力。
数控机床精度评价新方法
与速度、加速度的关系
编程精度
编程路径与理想曲面的符合程度
路径规划（空间离散）与轨迹 算法精度与路径、轨迹细
规划（时间离散）
分数
—
运动精度
数控指令与运动轴实际位移的 控制时延、运动轴机械振动及 指令特性、控制算法、
符合程度
其相互作用
机械特性
误差直接正相关
几何精度 加工精度
合程度，用相应的多维误差序列 Δdynamic（t）[式（2）]
表征。
( ) ( ) ( ) Δ t = X t - X t dynamic
actual
code
= [xa(t) - xc(t),ya(t) - yc(t),za(t) - zc(t)]
（2）
运动精度的误差直接与机床运动速度、加速度 正相关，不同于 GB/T 17421.2—2000（ISO 230.2— 2006）中规定的低速运动、稳定后测量的运动轴定 位与重复定位精度。一般意义上的动态精度是指 系统在随时间变化的输入作用下所具有的精度，在
刀具实际位姿与按运动轴位移 计算理想位姿的符合程度
切削条件下的刀具相对于位姿与 同等条件下非切削时位姿的符合
程度
单轴运动精度（直线度）与轴 间位置、姿态精度
刀具变形、振动，工件变形 振动
加工、装配、热变形
工艺系统刚度、切削参 数、刀具工件材料
误差通过力作用间接弱相关 误差直接相关，但较复杂
运动精度是数控指令与运动轴实际位移的符
处理办法是取最大值（最大误差）或均方和（误差累
积）进行评价[6]，但这样的评价方法掩盖了误差的不
同表现形式及其对最终加工误差的贡献，而且极大
地依赖于加工路径、参数的选择。本文依据动态精
数控木工钻孔机床的性能指标与评估方法
数控木工钻孔机床的性能指标与评估方法数控木工钻孔机床作为木工加工行业中的重要设备之一，其性能指标的准确评估对于设备选型、使用效果和生产效率的提升具有重要作用。
本文将从机床的工作精度、加工效率、稳定性和可靠性等方面，详细介绍数控木工钻孔机床的性能指标及评估方法。
一、工作精度数控木工钻孔机床的工作精度是衡量其加工质量的重要指标之一。
常见的工作精度包括定位精度、重复定位精度和加工表面粗糙度等。
定位精度指机床在预定工作位置上的准确度，可以通过测量加工位置的偏差来评估。
常用的评估方法是在不同位置上进行多次加工，并测量加工位置，然后进行统计分析，计算出平均偏差值。
定位精度越高，加工位置的偏差越小，表示机床的定位稳定性越好。
重复定位精度是指机床在多次重复加工时，加工位置的重复性，通常通过加工同一位置多次，并测量其偏差来评估。
评估方法与定位精度类似，计算出平均偏差值，并进行统计分析。
重复定位精度越高，加工位置的偏差越小，表示机床的重复性越好。
加工表面粗糙度是指木材加工后表面的光滑程度，常用的评估方法是使用表面粗糙度测试仪进行测量，并根据国际标准进行评分。
加工表面粗糙度越小，表示机床的加工质量越高。
二、加工效率加工效率是评估数控木工钻孔机床的另一个重要性能指标。
加工效率的高低直接影响到生产效率和经济效益。
加工速度是衡量机床加工效率的重要指标之一。
常见的加工速度包括进给速度和主轴转速。
进给速度越大，表示机床的工作效率越高；主轴转速越高，表示机床的加工速度越快。
换刀时间是指机床完成一次换刀操作所需的时间。
换刀速度越快，表示机床连续加工的间隔时间越短，生产效率越高。
自动化程度也是衡量机床加工效率的重要指标之一。
常见的自动化功能包括自动送料、自动定位和自动换刀等。
机床的自动化程度越高，操作人员的人力成本越低，生产效率也越高。
三、稳定性与可靠性稳定性与可靠性是数控木工钻孔机床评估的另一个重要方面。
机床的稳定性和可靠性直接关系到设备的使用寿命和故障率。
第二章 数控机床精度及性能检验
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表3-1 数控机床的精度
精度项目
单轴定位精度/mm 重复定位精度/mm 铣圆精度/mm
普通型
±0.01/300或全程 ±0.006 0.03~0.04
精密型
±0.005/全程 ±0.003 0.015
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数控机床的选购
6. 刀具系统 1） 刀柄系统 （1）加工中心常用刀柄分类见表3-2。 模块式工具系统初始投资大，机床台数较多或零件品 种较多时，可能划算。非模块式工具系统单件刀具价格低， 若所购品种不多并且可多台机床共用、多种零件共用，可 能划算。作决定时必须仔细分析与计算。另外，采用刀柄 标准要统一，可节约开支，便于管理。考察刀具生产厂的 质量、信誉和经营管理情况也很重要。加工中心上还有一 些特殊刀柄，见表3-3。
t 1 t t
式中：I为投资额；t为处数；At为t年折旧费；Gt为t年的收益；m为回 收期（年）。 回收期计算方法有多种，这里可以采用平均计算法。 回收期=
投资额 （年） 每年平均回收额
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数控机床的选购
2） 无法量化的费用 数控机床具有更大的柔性，适应“适时制造”或“订 单制造”。力争更少的废品损失，更少的检查费用，更短 的生产周期，需要的操作工数减少（例如实行多机床管 理），要支付较大的人员培训费用，维护费用较高。 3） 投资心理 用数控机床建立声誉。乐于试用先进设备。
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图3-1 JLBM-1分类编码系统总体结 构
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数控机床的选购
2. 选择数控机床的种类 数控机床的类型、规格繁多，不同类型的数控机床都 有其不同的使用范围和使用要求，每一种数控机床都有其 最佳典型零件的加工。如加工轴类零件，选用数控车床； 加工板类，即箱盖、壳体和平面凸轮等零件，则应选用立 式加工中心或数控铣床；加工复杂箱体类，即箱体、泵体、 壳体等零件，则应选用卧式加工中心。 另外，当工件只需要钻削或只需要铣削时，就不要购 买加工中心；能用数控车床加工的零件就不要用车削中心； 能用三轴联动的机床加工零件就不要选用四轴或五轴联动 的机床。
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。
数控机床刀具的质量检测与评价方法
数控机床刀具的质量检测与评价方法数控机床刀具是数控机床加工的重要工具，其质量直接影响着加工效果和产品质量。
因此，对数控机床刀具进行质量检测与评价，可以提高加工效率、保证产品质量，对于企业的发展具有重要意义。
首先，数控机床刀具的质量检测与评价需要从以下几个方面进行考虑。
1. 外观检查：通过肉眼观察，检查刀具是否有明显的外观缺陷，如裂纹、磨损、变形等。
同时，还需检查刀具的表面质量，确保刀具表面光洁度符合要求。
2. 尺寸测量：通过工具测量仪器，对数控机床刀具的各个关键部位尺寸进行测量，包括刀具长度、刀尖直径、刃长等。
确保数控机床刀具的尺寸精确度达到要求，以保证加工的准确性。
3. 硬度检测：利用硬度计等仪器，对数控机床刀具的硬度进行检测。
硬度是刀具使用寿命和切削性能的关键指标之一，对于刀具的质量评价来说非常重要。
4. 切削性能测试：通过实际加工试验，对数控机床刀具的切削性能进行评价。
例如，对于铣刀而言，可以通过铣削试验来评价切削力、表面质量等指标；对于刀具而言，可以通过切削试验来评价切削速度、切削力等指标。
5. 寿命试验：通过长时间的使用，观察和记录数控机床刀具的寿命。
根据刀具的实际使用寿命来评价其质量，从而为后续的选型提供参考依据。
其次，数控机床刀具的质量评价方法可以有以下几种。
1. 分级评价方法：将数控机床刀具根据其质量水平进行分级评价，可以结合国家标准和企业内部标准，确定不同等级的判据，并将刀具进行分级排列，从而为后续的选型和使用提供参考。
2. 综合评价方法：综合考虑数控机床刀具的外观、尺寸、硬度、切削性能等多个方面的指标，通过加权平均等方法，得到一个综合评价指标，从而对刀具的质量进行评价。
这种方法可以综合考虑各个指标的重要程度，更全面地评价刀具的质量水平。
3. 对比评价方法：将数控机床刀具与相同类型的其他刀具进行对比评价，比较它们在尺寸、硬度、切削性能等方面的差异。
通过对比评价，可以直观地了解刀具的优势和不足，为选型提供依据。
数控机床切削性能检测实验方法
数控机床切削性能检测实验方法一、引言数控机床是一种利用现代电子技术和计算机技术控制机床进行操作的高精度加工设备，广泛应用于制造业。
切削性能是数控机床性能的重要指标之一，对于保证加工质量和提高生产效率具有重要意义。
本文将介绍一种数控机床切削性能检测的实验方法。
二、实验目的通过实验，对数控机床的切削性能进行评估，了解机床的切削精度、切削力、切削效率等指标，为机床的使用和维护提供科学依据。
三、实验设备和试件1.实验设备：数控机床、万能力学试验机、数控机床刀具、工件材料等。
2.试件：选择具有特定形状和尺寸的工件进行实验。
四、实验步骤1.准备工作：a.安装数控机床刀具，并调整好刀具的位置和夹紧力。
b.准备好工件材料，保证工件的尺寸和形状满足实验要求。
c.设置数控机床的加工参数，如切削速度、进给量、切削深度等。
d.将工件固定在数控机床的工作台上。
2.开始实验：a.根据实验要求，启动数控机床开始加工工件。
b.实时记录数控机床的切削力和加工过程中的切削速度、进给量等参数。
c.注意观察加工过程中是否出现异常情况，如切削器具的旋转不平衡、刀具损坏等。
3.实验数据处理：a.对实验过程中记录的数据进行整理，计算切削力、切削效率等参数。
b.将实验数据与数控机床性能指标进行对比分析，评估机床的切削性能。
五、实验注意事项1.实验过程中需戴好安全装备，注意操作安全。
2.技术人员应具备一定的数控机床操作和维护经验，以确保实验的顺利进行。
3.实验前需对数控机床进行全面检查，确保设备正常工作。
4.实验结束后，及时清理数控机床和工作环境，保持设备的整洁。
六、实验结果与分析通过实验，得到数控机床的切削力、切削效率等参数，与机床性能指标进行对比分析，评估机床的切削性能。
七、总结与展望通过数控机床切削性能检测实验，对机床的切削性能进行评估。
实验结果可为机床的使用、维护和改进提供科学依据，进一步提高机床的切削性能和加工质量。
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5.1 数控机床的而主要性能指标与检验
5.1.1 数控机床的精度检验 （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。 检验条件： 检验工具：水平仪、方箱、直角尺、平尺、 千分表、测微仪、主轴芯棒。
5.1 数控机床的而主要性能指标与检验
数控机床的性能测 试与评价方法
精品
5.1 数控机床的而主要性能指标与检验
GB/T 17421《机床检验通则》，规定检验 标准和性能评价部分：
1、在无负荷或精加工条件下的几何精度； 2、数控轴线的定位精度和重复定位精度的确 定； 3、热效应的评定； 4、数控机床的圆检验； 5、噪声辐射的评定； 6、对角线位移检验；
（2）机床定位精度的 检验方法
采用精密线纹尺和读 数显微镜。
采用激光干涉仪。
误差：X(sls0) (yly0)
5.1 数控机床的而主要性能指标与检验
3）定位精度测量数据的处理 平均定位误差、定位分散带宽、最大定位误差。 ①平均定位误差
选取若干个测量点，求对每一点求出实际误差X 及其算术平均值Xp
定位误差 A X m ax X m in 平均定位误差 A X m ax X m in
（2）定位精度的检验 定位精度指机床各运动部件在数控装置的控制下
运动能达到的精度。 1）检验项目 直线运动定位精度； 直线运动重复定位决定； 直线运动轴机械原点的返回精度； 直线运动矢动量的测定； 回转运动定位精度； 回转运动重复定位决定； 回转轴原点的返回精度； 回转运动矢动量的测定
5.1 数控机床的而主要性能指标与检验
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5.1 数控机床的而主要性能指标与检验
②定位分散带宽Rp 定位分散带宽Rp相当于6平均标准误差
标准误差： i
n
(Xik Xi )
k 1
n 1
平均标准误差：
1 M
M
i
i1
5.1 数控机床的而主要性能指标与检验 5.1.1
THale Waihona Puke ANKS检验项目（以卧式加工中心为例） X、Y、Z坐标轴的相互垂直度； 工作台面的平行度（水平）； X、Z轴移动时工作台面的平行度； 主轴回转轴线对工作台面的平行度； 主轴在Z轴方向移动的直线度； X轴移动时工作台边界与定位基准的平行度； 主轴轴向及孔径跳动； 回转工作台精度；
5.1 数控机床的而主要性能指标与检验