CNC數(shù)控車床定位精度,是指機(jī)床各坐標(biāo)軸在數(shù)控裝置控制下運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的位置精度。CNC數(shù)控車床的定位精度又可以理解為機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度。普通機(jī)床由手動(dòng)進(jìn)給,定位精度主機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)是在數(shù)控裝置的控制下完成的,各運(yùn)動(dòng)部件在程要決定于讀數(shù)誤差,而CNC數(shù)控車床的移動(dòng)是靠數(shù)字程序指令實(shí)現(xiàn)的,故定位精度決定于數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)誤差。序指令控制下所能達(dá)到的精度直接反映加工零件所能達(dá)到的精度,所以,定位精度是一項(xiàng)很重要的檢測內(nèi)容。
1、直線運(yùn)動(dòng)定位精度檢測
直線運(yùn)動(dòng)定位精度一般都在機(jī)床和工作臺空載條件下進(jìn)行。按國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的規(guī)定(ISO標(biāo)準(zhǔn)),對CNC數(shù)控車床的檢測,應(yīng)以激光測量為準(zhǔn)。在沒有激光干涉儀的情況下,對于一般用戶來說也可以用標(biāo)準(zhǔn)刻度尺,配以光學(xué)讀數(shù)顯微鏡進(jìn)行比較測量。但是,測量儀器精度必須比被測的精度高1~2個(gè)等級。
為了反映出多次定位中的全部誤差,ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每一個(gè)定位點(diǎn)按五次測量數(shù)據(jù)算平均值和散差,散差帶構(gòu)成的定位點(diǎn)散差帶。
2、直線運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精度檢測
檢測用的儀器與檢測定位精度所用的相同。一般檢測方法是在靠近各坐標(biāo)行程中點(diǎn)及兩端的任意三個(gè)位置進(jìn)行測量,每個(gè)位置用快速移動(dòng)定位,在相同條件下重復(fù)7次定位,測出停止位置數(shù)值并求出讀數(shù)zui大差值。以三個(gè)位置中zui大一個(gè)差值的二分之一,附上正負(fù)符號,作為該坐標(biāo)的重復(fù)定位精度,它是反映軸運(yùn)動(dòng)精度穩(wěn)定性的zui基本指標(biāo)。
3、直線運(yùn)動(dòng)的原點(diǎn)返回精度檢測
原點(diǎn)返回精度,實(shí)質(zhì)上是該坐標(biāo)軸上一個(gè)特殊點(diǎn)的重復(fù)定位精度,因此它的檢測方法xx與重復(fù)定位精度相同。
4、直線運(yùn)動(dòng)的反向誤差檢測
直線運(yùn)動(dòng)的反向誤差,也叫失動(dòng)量,它包括該坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動(dòng)鏈上驅(qū)動(dòng)部位(如伺服電動(dòng)機(jī)、伺趿液壓馬達(dá)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等)的反向死區(qū),各機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)副的反向間隙和彈性變形等誤差的綜合反映。誤差越大,則定位精度和重復(fù)定位精度也越低。
反向誤差的檢測方法是在所測坐標(biāo)軸的行程內(nèi),預(yù)先向正向或反向移動(dòng)一個(gè)距離并以此停止位置為基準(zhǔn),再在同一方向給予一定移動(dòng)指令值,使之移動(dòng)一段距離,然后再往相反方向移動(dòng)相同的距離,測量停止位置與基準(zhǔn)位置之差。在靠近行程的中點(diǎn)及兩端的三個(gè)位置分別進(jìn)行多次測定(一般為7次),求出各個(gè)位置上的平均值,以所得平均值中的zui大值為反向誤差值。
5、回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度檢測
測量工具有標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺、角度多面體、圓光柵及平行光管(準(zhǔn)直儀)等,可根據(jù)具體情況選用。測量方法是使工作臺正向(或反向)轉(zhuǎn)一個(gè)角度并停止、鎖緊、定位,以此位置作為基準(zhǔn),然后向同方向快速轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺,每隔30鎖緊定位,進(jìn)行測量。正向轉(zhuǎn)和反向轉(zhuǎn)各測量一周,各定位位置的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論值(指令值)之差的zui大值為分度誤差。如果是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺,應(yīng)以每30為一個(gè)目標(biāo)位置,對于每個(gè)目標(biāo)位置從正、反兩個(gè)方向進(jìn)行快速定位7次,實(shí)際達(dá)到位置與目標(biāo)位置之差即位置偏差,再按GB10931-89《數(shù)字控制機(jī)床位置精度的評定方法》規(guī)定的方法計(jì)算出平均位置偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差,所有平均位置偏差與標(biāo)準(zhǔn)偏差的zui大值和與所有平均位置偏差與標(biāo)準(zhǔn)偏差的zui小值的和之差值,就是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度誤差。
考慮干式變壓器到實(shí)際使用要求,一般對0、90、180、270等幾個(gè)直角等分點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)測量,要求這些點(diǎn)的精度較其他角度位置提高一個(gè)等級。
6、回轉(zhuǎn)工作臺的重復(fù)分度精度檢測
測量方法是在回轉(zhuǎn)工作臺的一周內(nèi)任選三個(gè)位置重復(fù)定位3次,分別在正、反方向轉(zhuǎn)動(dòng)下進(jìn)行檢測。所有讀數(shù)值中與相應(yīng)位置的理論值之差的zui大值分度精度。如果是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺,要以每30取一個(gè)測量點(diǎn)作為目標(biāo)位置,分別對各目標(biāo)位置從正、反兩個(gè)方向進(jìn)行5次快速定位,測出實(shí)際到達(dá)的位置與目標(biāo)位置之差值,即位置偏差,再按GB10931-89規(guī)定的方法計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差,各測量點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差中zui大值的6倍,就是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的重復(fù)分度精度。
7、回轉(zhuǎn)工作臺的原點(diǎn)復(fù)歸精度檢測
測量方法是從7個(gè)任意位置分別進(jìn)行一次原點(diǎn)復(fù)歸,測定其停止位置,以讀出的zui大差值作為原點(diǎn)復(fù)歸精度。
應(yīng)當(dāng)指出,現(xiàn)有定位精度的檢測是在快速、定位的情況下測量的,對某些進(jìn)給系統(tǒng)風(fēng)度不太好的CNC數(shù)控車床,采用不同進(jìn)給速度定位時(shí),會(huì)得到不同的定位精度值。另外,定位精度的測定結(jié)果與環(huán)境溫度和該坐標(biāo)軸的工作狀態(tài)有關(guān),目前大部分CNC數(shù)控車床采用半閉環(huán)系統(tǒng),位置檢測元件大多安裝在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上,在1m行程內(nèi)產(chǎn)生0.01~0.02mm的誤差是不奇怪的。這是熱伸長產(chǎn)生的誤差,有些機(jī)床便采用預(yù)拉伸(預(yù)緊)的方法來減少影響。
每個(gè)坐標(biāo)軸的重復(fù)定位精度是反映該軸的zui基本精度指標(biāo),它反映了該軸運(yùn)動(dòng)精度的穩(wěn)定性,不能設(shè)想精度差的機(jī)床能穩(wěn)定地用于生產(chǎn)。目前,由于數(shù)控系統(tǒng)功能越來越多,對每個(gè)坐噴射器標(biāo)運(yùn)動(dòng)精度的系統(tǒng)誤差如螺距積累誤差、反向間隙誤差等都可以進(jìn)行系統(tǒng)補(bǔ)償,只有隨機(jī)誤差沒法補(bǔ)償,而重復(fù)定位精度正是反映了進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的綜合隨機(jī)誤差,它無法用數(shù)控系統(tǒng)補(bǔ)償來修正,當(dāng)發(fā)現(xiàn)它超差時(shí),只有對進(jìn)給傳動(dòng)鏈進(jìn)行精調(diào)修正。因此,如果允許對機(jī)床進(jìn)行選擇,則應(yīng)選擇重復(fù)定位精度高的機(jī)床為好。
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