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2025.10.15

数控机床几种定位精度检测的方法

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数控机床在机械制造领域应用广泛,而其质量优劣的关键在于精度。随着精密加工技术的不断进步,对数控机床精度的要求也越来越高,因此必须通过精度定位检测来判断数控机床是否合格。 接下来ug环球官网数控小编大家介绍几种定位精度检测的方法。

1.  直线运动定位精度检测

直线运动定位精度检测通常在机床和工作台空载条件下进行。根据国家标准和国际标准化组织( ISO )的规定,应以激光测量为准。若没有激光干涉仪,一般用户也可使用标准刻度尺配合光学读数显微镜进行测量,但测量仪器的精度必须比被测精度高 1~2 个等级。为反映多次定位中的全部误差, ISO 标准规定每个定位点按五次测量数据计算平均值和散差,构成定位点散差带。

2.  直线运动重复定位精度检测

检测仪器与定位精度检测相同。一般方法是在各坐标行程中点及两端任意三个位置进行测量,每个位置快速移动定位,相同条件下重复 7 次,测出停止位置数值并求出最大差值。以三个位置中最大差值的二分之一,附上正负符号,作为该坐标的重复定位精度,这是反映轴运动精度稳定性的基本指标。

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某特殊点的重复定位精度,其检测方法与重复定位精度相同。

4.  直线运动的反向误差检测

直线运动反向误差,也称失动量,包括驱动部位(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,定位精度和重复定位精度越低。检测方法是在所测坐标轴行程内,预先向某方向移动一定距离并停止,以此位置为基准,再在同一方向给予移动指令,然后反向移动相同距离,测量停止位置与基准位置之差。在行程中点及两端三个位置分别进行多次测定(一般为 7 次),求出各位置平均值,以最大值为反向误差值。

5.  回转工作台的定位精度检测

测量工具包括标准转台、角度多面体、圆光栅及平行光管(准直仪)等,可根据具体情况选用。测量方法是使工作台正向(或反向)转一定角度并停止、锁紧、定位,以此位置为基准,然后同方向快速转动工作台,每隔 30 度锁紧定位测量。正反方向各测量一周,各定位位置实际转角与理论值之差的最大值为分度误差。数控回转工作台则以每 30 度为目标位置,正反方向各进行 7 次快速定位,计算位置偏差,按 GB10931-89 规定方法计算平均位置偏差和标准偏差,最大值与最小值之差即为定位精度误差。对 0 、 90 、 180 、 270 度等直角等分点进行重点测量,精度要求更高。

数控机床定位精度检测的方法

6.  回转工作台的重复分度精度检测

在回转工作台一周内任选三个位置重复定位 3 次,正反方向检测。所有读数值与理论值之差的最大值为分度精度。数控回转工作台以每 30 度为测量点,正反方向各进行 5 次快速定位,计算位置偏差和标准偏差,最大标准偏差的 6 倍即为重复分度精度。

7.  回转工作台的原点复归精度检测

7 个任意位置分别进行一次原点复归,测定停止位置,最大差值即为原点复归精度。

需注意的是,现有定位精度检测是在快速定位情况下进行的,不同进给速度定位会得到不同精度值。定位精度还受环境温度和坐标轴工作状态影响。大部分数控机床采用半闭环系统,位置检测元件安装在驱动电动机上, 1 米行程内产生 0.01~0.02 毫米误差属正常。这是热伸长误差,部分机床采用预拉伸方法减少影响。

每个坐标轴的重复定位精度是其基本精度指标,反映运动精度稳定性。精度差的机床难以稳定生产。目前,数控系统功能多样,系统误差如螺距积累误差、反向间隙误差可补偿,但随机误差无法补偿。重复定位精度反映进给驱动机构的综合随机误差,超差时需精调传动链。因此,选择重复定位精度高的机床更为理想。


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