如何检测加工中心|数控车床定位精度

2022.8.29

加工中心精度检测可分为定位精度和重复定位精度。介绍了定位精度的检测方法。数控机床的运动是通过数字程序指令来实现的,因此定位精度取决于数控系统和机械传动误差。机床运动部件的运动是在数控装置的控制下完成的。程序指令控制下的运动部件的精度直接反映了加工部件的精度。因此,定位精度是一个非常重要的检测内容。

如何检验加工中心的定位精度?

检测加工中心定位精度有以下几种方法:

1.直线运动定位精度检测

直线运动的定位精度一般在机床和工作台的空载条件下进行。根据国家标准和国际标准化组织(ISO标准)的规定,数控机床的检测应采用激光测量。在没有激光干涉仪的情况下,普通用户也可以使用标准秤和光学读数显微镜进行对比测量。但是,测量仪器的精度必须比被测精度高1-2级。

为了反映多次定位中的所有误差,ISO标准规定每个定位点是一个定位点色散带,由5个测量数据计算的平均值和色散-3色散带组成。


2.直线运动重复定位精度检测

用于检测的仪器与用于检测定位精度的仪器相同。一般的检测方法是在靠近每个坐标笔画中点和两端的任意三个位置进行测量。每个位置通过快速移动定位,在相同条件下重复定位7次。测量停止位置的值,并计算读数的最大差值。三个位置之间最大差值的一半附加正负符号作为坐标的重复定位精度,这是反映轴运动精度稳定性的最基本指标。


3.直线运动零点回归精度检测

原点的返回精度本质上是坐标轴上某一特殊点的重复定位精度,因此其检测方法与重复定位精度完全相同。


4.直线运动的反向误差检测

直线运动的反向误差又称动量损失,包括坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电机、伺服液压马达、步进电机)的反向死区,以及各机械运动传动副的反向间隙、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。

反向误差的检测方法是在被测坐标轴的行程内提前向前或向后移动一段距离,并以停止位置为参考,然后在同一方向上给出一定的运动命令值,使其移动一段距离,然后在相反方向上移动相同距离,测量停止位置与参考位置的差值。在行程中点和两端附近的3个位置进行多次测量(一般为7次),求每个位置的平均值,取得到的平均值的最大值作为反向误差值。


5.转盘定位精度检测

测量工具包括标准转盘、角多面体、圆光栅和准直器,可根据具体情况选用。测量方法是使工作台向前(或向后)旋转一个角度并停止、锁定和定位,然后以这个位置为参考,然后每隔30秒快速旋转工作台在同一方向、锁定和定位进行测量。正向旋转和反向旋转分别测量一个周期。各定位位置的实际旋转角度与理论值(命令值)之差的最大值为分度误差。如果是数控转台,每30个为一个目标位置,分别从正、反两个方向对每个目标位置快速定位7次。实际位置与目标位置之差即为位置偏差,然后按gb10931-89数控机床位置精度评定方法规定的方法计算平均位置偏差和标准偏差,所有平均位置偏差和标准差的最大值与所有平均位置偏差和标准差的最小值之差即为数控转台的定位精度误差。

考虑到干式变压器的实际使用要求,一般需要重点测量0、90、180、270等几个直角等分线,这些点的精度要求比其他角位置提高一级。


6.转盘重复分度精度检测

测量方法是在转台一圈内任意三个位置重复定位3次,然后分别在正反方向旋转下进行测试。所有读取值与相应位置理论值之差的最大分度精度。如果是数控转台,每隔30个测量点作为目标位置,对每个目标位置分别从正、负两个方向快速定位5次。测量实际位置与目标位置之差,即位置偏差。然后按gb10931-89规定的方法计算标准差。每个测量点的标准差最大值为6倍,这是数控转台的重复分度精度。


7.转盘零点回转精度检测

测量方法是从任意7个位置进行一次原点复位,测量它们的停止位置,以读取的最大差值作为原点复位精度。

需要指出的是,现有的定位精度是在快速定位的条件下测量的。对于一些进给系统速度较差的数控机床,在不同进给速度下进行定位时,会得到不同的定位精度值。此外,定位精度的测量结果与环境温度和坐标轴的工作状态有关。目前大多数数控机床采用半闭环系统,位置检测元件大多安装在驱动电机上。在1m行程内产生0.01 ~ 0.02mm的误差是不足为奇的。这是热伸长引起的误差。有些机床采用预拉伸(预拧紧)的方法来减小冲击。

各坐标轴的重复定位精度是反映轴的最基本精度指标,它反映了轴的运动精度的稳定性。很难想象精度差的机床能够稳定的用于生产。目前,由于数控系统的功能越来越多,每组喷油器目标的运动精度的系统误差,如俯仰累积误差和反向间隙误差,都可以得到系统的补偿。只有随机误差不能补偿。重复定位精度精确地反映了进给驱动机构的综合随机误差,这是数控系统无法补偿的。当发现超出公差时,只能对进给传动链进行精确调整和修正。因此,如果允许选择机床,最好选择重复定位精度高的机床。

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