一、數(shù)控機床的精度檢驗復(fù)習(xí)過程

1、、數(shù)控機床的精度檢驗數(shù)控機床的高精度最終是要靠機床本身的精度來保證， 數(shù)控機床精度包括幾何精度和切 削精度。另一方面， 數(shù)控機床各項性能和性能檢驗對初始使用的數(shù)控機床及維修調(diào)整后機床 的技術(shù)指標(biāo)恢復(fù)是很重要的。1. 幾何精度檢驗幾何精度檢驗， 又稱靜態(tài)精度檢驗， 是綜合反映機床關(guān)鍵零部件經(jīng)組裝后的綜合幾何形 狀誤差。數(shù)控機床精度的檢驗工具和檢驗方法類似于普通機床，但檢測要求更高。幾何精度檢測必須在地基完全穩(wěn)定、 地腳螺栓處于壓緊狀態(tài)下進(jìn)行。 考慮到地基可能隨 時間而變化，一般要求機床使用半年后， 再復(fù)校一次幾何精度。在幾何精度檢測時，應(yīng)注意 測量方法及測量工具應(yīng)用不當(dāng)所引起的誤差。 在檢測時，

2、 應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 即機床接通電 源后，在預(yù)熱狀態(tài)下，機床各坐標(biāo)軸往復(fù)運動幾次，主軸按中等轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)十多分鐘后進(jìn)行。 常用的檢測工具有精密水平儀、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、測微儀及高 精度主軸心棒等。檢測工具的精度必須比所設(shè)的幾何精度高一個等級。以臥式加工中心為例，要對下列幾何精度進(jìn)行檢驗：1）X、Y、Z 坐標(biāo)軸的相互垂直度；2）工作臺面的平行度；3）X、Z 軸移動時工作臺面的平行度；4）主軸回轉(zhuǎn)軸線對工作臺面的平行度；5）主軸在 Z 軸方向移動的直線度；6）X 軸移動時工作臺邊界與定位基準(zhǔn)的平行度；7）主軸軸向及孔徑跳動；8）回轉(zhuǎn)工作臺精度。2. 定位精度的檢驗 數(shù)控機床的定

3、位精度是表明所測量的機床各運動部位在數(shù)控裝置控制下， 運動所能達(dá)到 的精度。 因此， 根據(jù)實測的定位精度數(shù)值， 可以判斷出機床自動加工過程中能達(dá)到的最好的 工件加工精度。（ 1）定位精度檢測的主要內(nèi)容機床定位精度主要檢測內(nèi)容如下：1） 直線運動定位精度（包括 X、Y、Z、U、V、W 軸）；2）直線運動重復(fù)定位精度；3）直線運動軸機械原點的返回精度；4）直線運動失動量的測定；5）直線運動定位精度（轉(zhuǎn)臺 A、B、C 軸）；6）回轉(zhuǎn)運動重復(fù)定位精度；7）回轉(zhuǎn)軸原點的返回精度；8）回轉(zhuǎn)運動矢動量的測定。（2）機床定位精度的試驗方法 檢查定位精度和重復(fù)定位精度使用得比較多的方法是應(yīng)用精密線紋尺和讀數(shù)顯微

4、鏡 （或 光電顯微鏡） 。以精密線紋尺作為測量時的比較基準(zhǔn)，測量時將精密線紋尺用等高墊按最佳 支架（見圖 5.1）安裝在被測部件例如工作臺的臺面上，并用千分表找正。顯微鏡可安裝在 機床的固定部件上， 調(diào)整鏡頭使與工作臺垂直。 在整個坐標(biāo)的全長上可選取任意幾個定位點， 一般為 515 個，最好是非等距的。對每個定位點重復(fù)進(jìn)行多次定位?？梢詮膯我环较蜈吔?定位點， 也可以從兩個方向分別趨緊， 以便揭示機床進(jìn)給系統(tǒng)中間隙和變形的影響。 每一次定位的誤差值X可按下式計算：X Sl SoyL yo式中 So 基準(zhǔn)點或零點時顯微鏡的讀數(shù)；Sl 工作臺移動 L距離后顯微鏡的讀數(shù)；yo、yL相應(yīng)于So和Sl時

5、機床調(diào)位讀數(shù)裝置或數(shù)碼顯示裝置的讀數(shù)，對于數(shù)控機床就是程序指令中給定的位移數(shù)值。圖5.1測量的支承部位激光干涉儀在定位測量中也逐漸用得較多。它的優(yōu)點是測量精度高，測量時間短。但必須對環(huán)境溫度、零件溫度和氣壓等進(jìn)行控制和自動補償，才能在較長距離的測量中獲得高的精度。關(guān)于激光干涉儀的使用將在后面專門講述。在利用行程擋塊控制執(zhí)行部件行程距離的一些普通機床上，要測定重復(fù)定位精度時，也可用千分表進(jìn)行測量。為了分析機床各因素對定位精度的影響，有時還需要對一些元件和部件的誤差進(jìn)行測量。如在測量系統(tǒng)中，要將某些基準(zhǔn)元件如光柵、線紋尺、絲杠、主要刻度盤的制造精度測 量出來。在機床構(gòu)件系統(tǒng)中，需要測量出機床的幾何

6、精度，特別是導(dǎo)軌的幾何精度，以及機 床的剛度等。在進(jìn)給系統(tǒng)方面需要測量傳動件的精度、反向間隙、傳動剛度和摩擦特性等。 也可以在不同的工作條件下測出定位精度，以求出工作條件變化對定位精度的影響。（3）定位精度測量數(shù)據(jù)的處理定位精度測量以后要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，求出平均定位誤差， 定位分散帶寬和最大定位誤差帶。下面介紹一種數(shù)控機床定位精度試驗的數(shù)據(jù)處理方法。首先選取一系列定位點，對每一定位點進(jìn)行多次重復(fù)定位，測定實際位置，比較實際值與程序給定值，對每一定位點求出實際誤差X及其算術(shù)平均值 X。連接各定位點定位誤差的算術(shù)平均值，如圖5.2中間的一條折線所示。然后再根據(jù)各點中算術(shù)平均值的最大值Xma

7、x和最小值X min，求出定位誤差 AX max X min 以及平均定位誤差A(yù)X max X min2此后，要確定定位分散帶寬 Rp，它相當(dāng)于6 。為此，應(yīng)先求各點位點的標(biāo)準(zhǔn)誤差（均方標(biāo)準(zhǔn)誤差根差）I可按下式計算:n Xik XI| _k 1 n某一定位點的重復(fù)定位次數(shù)。式中 Xik、Xin 1-分別為實測誤差值及其算術(shù)平均值，腳標(biāo)i表示某一定位點;此后，再求出各定位點的標(biāo)準(zhǔn)誤差的平均值，即平均標(biāo)準(zhǔn)誤差 -丄M i i式中 M定位點數(shù)。定位分散帶寬Rp 6，它反映了偶然性誤差。最后求出最大定位誤差帶Tt6 以及上、下定位誤差限 G0 A 丄、G0 A 。2 2以上是單向趨近時定位精度的測定。

8、如果是雙向趨近，則應(yīng)按上述方法分別求出左、 右兩向的誤差指標(biāo)。左、右兩向平均值之差為反向不靈敏區(qū)u。如果取各點上 u1 MUiM M 1TeX maxX min、Go的平均值，則得到平均反向不靈敏取 U。另外對標(biāo)準(zhǔn)誤差及其平均值也要求出左右兩向平均值。X max X min這時整個誤差分布如圖 5.3 所示。圖中 Au ，TeuX maxX min圖5.2定位精度實驗數(shù)據(jù)處理示意圖圖5.3雙向趨近定位精度實驗數(shù)據(jù)處理示意圖NirtT :* y I - 13. 機床切削精度的檢驗 機床切削精度檢查實質(zhì)上是對機床的幾何精度和定位精度在切削加工條件下的一項綜 合檢查。 機床切削精度檢查可以是單項加工

9、， 也可以加工一個標(biāo)準(zhǔn)的綜合性試件。 以普通立 式加工中心為例，其主要單項加工有：1）鏜孔精度；2）端面銑刀銑削平面的精度（ X-Y 平面）；3）鏜孔的孔距精度和孔徑分散度；4）直線銑削精度；5）斜線銑削精度；6）圓弧銑削精度。 對于普通臥式加工中心，則還應(yīng)有： 1）箱體掉頭鏜孔的同軸度；2）水平轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn) 90銑四方時的加工精度。 被切削加工試件的材料除特殊要求外， 一般都采用一級鑄鐵， 使用硬質(zhì)合金刀具按標(biāo)準(zhǔn) 的切削用量切削。二、數(shù)控機床性能檢驗1. 主軸性能檢驗 （ 1）手動操作 選擇高、中、低三檔轉(zhuǎn)速，主軸連續(xù)進(jìn)行五次正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的起動、停止，檢 驗其動作的靈活性和可靠性。同時，觀察負(fù)載表

10、上的功率顯示是否符合要求。（ 2）手動數(shù)據(jù)輸入方式（ MDI ） 使主軸由低速到最高速旋轉(zhuǎn)，測量各級轉(zhuǎn)速值，轉(zhuǎn)速允差值為設(shè)定值的10%。進(jìn)行此項檢查的同時，觀察機床的振動情況。主軸在2小時高速運轉(zhuǎn)后允許溫升 15C。（3）主軸準(zhǔn)停 連續(xù)操作五次以上，檢驗其動作的靈活性和可靠性。有齒輪掛檔的主軸箱， 應(yīng)多次試驗自動掛檔，其動作應(yīng)準(zhǔn)確可靠。2. 進(jìn)給性能檢驗（1）手動操作分別對X、Y、Z直線坐標(biāo)軸（回轉(zhuǎn)坐標(biāo) A、B、C）進(jìn)行手動操作，檢驗正、反向的低、 中、高速進(jìn)給和快速移動的起動、停止、點動等動作的平穩(wěn)性和可靠性。在增量方式（INC或STEP）下，單次進(jìn)給誤差不得大于最小設(shè)定當(dāng)量的100%。在手

11、輪方式（HANDLE ）下，手輪每格進(jìn)給和累計進(jìn)給誤差同增量方式。（ 2）用手動數(shù)據(jù)輸入方式（ MDI ）通過 G00 和 G01 F 指令功能，測定快速移動及各進(jìn)給速度，其允差為 5%。（ 3）軟硬限位通過上述兩種方法， 檢驗各伺服軸在進(jìn)給時軟硬限位的可靠性。 數(shù)控機床的硬限位是通 過行程開關(guān)來確定的， 一般在各伺服軸的極限位置， 因此， 行程開關(guān)的可靠性就決定了硬限 位的可靠性。 軟限位是通過設(shè)置機床參數(shù)來確定的， 限位范圍是可變的。 軟限位是否有效可 觀察伺服軸在到達(dá)設(shè)定位置時，伺服軸是否停止來確定。（ 4）回原點用回原點（REF）方式，檢驗各伺服軸回原點的可靠性。3. 自動換刀（ATC）性能（ 1 ）手動和自動操作刀庫在裝滿刀柄的滿負(fù)載條件下， 通過手動操作運行和 M06 、T 指令自動運行， 檢驗刀 具自動交換的可靠性和靈活性、 機械手爪最大長度和直徑刀柄的可靠性、 刀庫內(nèi)刀號選擇的 準(zhǔn)確性以及換刀過程的平穩(wěn)性。（ 2）刀具交換時間 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，測定交換刀具的時間。4. 機床噪聲檢驗 數(shù)控機床噪聲包括主軸電動機的冷卻風(fēng)扇噪聲、液壓系統(tǒng)油泵噪聲等。機床空運轉(zhuǎn)時， 噪聲不得超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 85dB 。5. 潤滑裝置