數控機床精度變差時,如何檢測機床的定(dìng)位精度(dù)?
數控機床定位精(jīng)度,是指機床各坐標軸在數控裝置控製下運動所能達到的位置精度。數控機床的定位精(jīng)度又可以理解為機床的運動精度。普(pǔ)通機床由(yóu)手動進給,定位精度主要決定於讀數誤差,而(ér)數控機(jī)床(chuáng)的移動是靠數字程序指令(lìng)實現的,故定位精度決定於數控係統和機(jī)械傳動誤差。機床各運動部件的運動(dòng)是在數控裝置的控製下完成的,各運動部件在程序指令控製下所(suǒ)能達到的精度直接反映加工零件所能達到的(de)精度,所以,定(dìng)位精度(dù)是(shì)一項很重要的檢測(cè)內(nèi)容。
1、直(zhí)線運動定位精度檢測
直(zhí)線運動定位精度一般都在機床和工作台空載條件下進行。按國家標準和國際標(biāo)準化組織的規定(ISO標準),對數控機床的檢(jiǎn)測,應以激光測量為準。在沒有激(jī)光幹涉儀的情況下,對於一(yī)般用戶來說也可以用標準刻度尺,配以光學讀數顯微鏡進行比較(jiào)測量。但是,測量(liàng)儀器精度必(bì)須比被測的(de)精度高1~2個(gè)等級。
為了反映出多次定位中的全部誤差,ISO標準規定每一個定(dìng)位點按五次測量數據(jù)算平均值和散差 -3散差帶構成的定(dìng)位點散(sàn)差帶。
2、直線運(yùn)動重(chóng)複定位精度檢測
檢測用的儀(yí)器與檢測定位精度所(suǒ)用的(de)相同(tóng)。一(yī)般檢測方法是在靠近(jìn)各坐標行程中點(diǎn)及兩端的任意三個位置進行測量(liàng),每(měi)個位置用快速移動定位,在(zài)相(xiàng)同條件下重複(fù)7次定位,測出停止位置數值(zhí)並求出讀數最大差值。以三個(gè)位置中最(zuì)大一個差值的(de)二分之一,附上正負符號,作為該坐標的重複定位精度,它是反映軸運動精度穩定性的(de)最基本指標。
3、直(zhí)線運動的原點返回精度檢測
原點返回精(jīng)度,實質上是該坐標軸(zhóu)上一個特殊點的重複定位精度,因此它的(de)檢測方法完全與重複定位精(jīng)度相(xiàng)同。
4、直線運動的反向誤(wù)差檢測
直線運動(dòng)的反向誤差,也叫(jiào)失動量,它包括該坐標軸進給傳(chuán)動鏈上驅動部位(如伺服電動機、伺趿液壓馬達和(hé)步進(jìn)電動(dòng)機等)的反向死區,各機械(xiè)運動傳動副的反向間隙和彈性變形等誤差的綜合反映。誤差越大,則定位精度和重複定位精度也越低。
反向誤差的檢測方法是(shì)在所測坐標軸的行程內,預先向正向或反向移動(dòng)一個距離並以此(cǐ)停(tíng)止位置為基準,再在同一方向給予一定移動指令值,使之移動一段距離,然後再往相反方向移動相同的距離,測量停止位置與基準位置之差。在靠近行程的中點及兩端的三個位置分別進行多次測定(一般為7次),求出各個(gè)位置(zhì)上的平均值,以所得平均值中的最大值為反向誤(wù)差值。
5、回轉工作台的定位精度檢測
測量工具有標準轉台、角度多麵體、圓光柵及平行光管(guǎn)(準直儀)等,可根據具體情況選用。測量方法是使(shǐ)工作台正向(或反向)轉一個角度並停止、鎖緊、定位,以此位置作為基準,然後向同方向快速轉動工作台,每(měi)隔30鎖(suǒ)緊定位,進行測(cè)量。正向轉和反向轉(zhuǎn)各測量一周,各定位位置的實際轉角與理論值(zhí)(指令值)之差的最大值為分度誤差。如果是數(shù)控回轉工作台,應以每30為一個目標位置,對於每個目標位置從正、反兩個方向進行快速定位7次,實際達到位置與目標位置之差即位置偏差,再按GB10931-89《數字控製機床位置(zhì)精度的評定方法(fǎ)》規(guī)定的(de)方法計算出平均位置偏差和標準偏差,所有平(píng)均位置偏差與標準偏差的(de)最大值和與所有平(píng)均位置偏差與標準偏差的最小值的和之差值,就是數控回轉工作台的定位精度誤差。
考慮幹式變壓器到(dào)實際使用要求,一般對0、90、180、270等幾個直角等分(fèn)點進行重點測量,要求這些點的精度較其他角度位置提高一個等級。
6、回轉工作台的重複分度精度檢測
測(cè)量方(fāng)法(fǎ)是(shì)在回轉(zhuǎn)工作台的一周內任(rèn)選三個(gè)位置重複定位3次,分別在正、反方向轉動下進行檢測。所有(yǒu)讀數值中(zhōng)與相應位置的理論值之差的最大值分度精度。如(rú)果是數控回(huí)轉工作台(tái),要以每(měi)30取一個測量(liàng)點作為目標(biāo)位置,分別對各目標(biāo)位置從正、反兩個方向進行5次快速定位,測出實際到達的位置(zhì)與目標位置之(zhī)差值,即位置偏差,再按GB10931-89規定的方法計(jì)算出標準(zhǔn)偏差,各測量點的標準偏差中最大值的(de)6倍,就是數控回轉(zhuǎn)工作台的重複分度精度。
7、回(huí)轉工作台的原點複歸精度檢(jiǎn)測
測量方法是從7個任意位置分別進(jìn)行(háng)一次(cì)原(yuán)點複歸,測定其停(tíng)止(zhǐ)位(wèi)置,以讀出的最大差值作為原點複歸精度。
應當指出,現有定位(wèi)精度的檢測是在快速、定位的情況下測量的,對某(mǒu)些進給(gěi)係統風度不太好的數控機床,采用不同進給速度定位時,會得到不同的定位精度值。另外,定位精度的測定結果與環境溫度和該坐標(biāo)軸的工作狀態有關,目前大部分數控機床(chuáng)采用半閉環係統,位置檢測元件大多安裝在驅動電動機上,在1m行程內產生0.01~0.02mm的誤差是(shì)不奇怪的。這是熱伸長產生的誤差,有些機床便采用預拉伸(預緊)的方法來(lái)減少影響。
每個坐標軸的重複定位精度是反映該軸的(de)最基本精度指標,它反映了(le)該軸運動精度的穩定性,不能設想精度差的機(jī)床能穩定地用(yòng)於(yú)生產。目前(qián),由於數控係統功能越來越多,對每個(gè)坐噴射器(qì)標運動精度的係統誤差如螺距積累(lèi)誤差、反向間(jiān)隙誤差等(děng)都(dōu)可以進行係統補償,隻有隨機誤差沒法補(bǔ)償,而重複定位精度正是反映了進給驅動機構的綜合隨機誤差,它無法用數控係統補償來修正,當發現它超差時,隻有對(duì)進給傳動鏈(liàn)進行精調修正(zhèng)。因此,如果允許對機床進行(háng)選擇,則應選擇重複定位精度高的機床為好。