數(shù)控機(jī)床的定位精度有其特殊的意義。它是表明所測(cè)量的機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件在數(shù)控裝置控制下所能達(dá)到的精度。因此,根據(jù)宴鍘的一位精度的數(shù)值'可以判斷出這臺(tái)機(jī)床以后自動(dòng)加工中所能達(dá)到的最好的工件加工精度。
定位精度主要檢查內(nèi)容有:
①直線運(yùn)動(dòng)定位精度(包括X.y、z、u、V.w軸)。
②直線運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精度。
③直線運(yùn)動(dòng)軸機(jī)械原點(diǎn)的返回精度。
@直線運(yùn)動(dòng)失動(dòng)量的測(cè)定。
⑤回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的定位精度(轉(zhuǎn)臺(tái)A、B、C軸)。
@回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度。
⑦回轉(zhuǎn)原點(diǎn)的返回精度。
@回轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的失動(dòng)量的測(cè)定。
測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)工具有:測(cè)微儀和成組塊規(guī),標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度刻線尺和光學(xué)讀數(shù)顯散鏡及雙頻激光干涉儀等。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度測(cè)量以雙頓激光f涉儀為準(zhǔn);剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)工具有:360齒精確分度的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)或角度多面體,高精度圓光柵及平行光管等。
(l)直線運(yùn)希定位精度檢測(cè)
直線運(yùn)動(dòng)定位精度一般在機(jī)床和工作臺(tái)空載條件下進(jìn)行。常用的檢測(cè)方法如圖9-2所示。
按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的規(guī)定(ISO標(biāo)準(zhǔn)),對(duì)數(shù)控機(jī)床的檢測(cè),應(yīng)以激光測(cè)量為準(zhǔn)。但在目前國(guó)內(nèi)激光測(cè)量?jī)x較少的情況下,t部分?jǐn)?shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠的出廠檢鍘及用戶驗(yàn)收檢測(cè)還是采用標(biāo)準(zhǔn)尺進(jìn)行比較測(cè)量。
這種方法的檢鍘精度與檢測(cè)技巧有關(guān),較好的情況下可控制到c0.004~0.005)/1000.而激光測(cè)量舶測(cè)量精度可較標(biāo)準(zhǔn)尺檢測(cè)方法提高一倍。
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5歡測(cè)量數(shù)據(jù)算出平均值和散差士3a。所以,這時(shí)的定位精度曲線已不是一條曲線,而是由各定位點(diǎn)平均值連貫起來(lái)的一條曲線上加上曲散帶構(gòu)發(fā)的定位點(diǎn)用帶,知圖9 3所示。
此外,數(shù)控機(jī)床現(xiàn)有定位精度都以快速定位測(cè)定,這也是不全面的。在 一些進(jìn)給傳動(dòng)鏈剛度不太好的數(shù)控機(jī)床上,采用各種進(jìn)給速度定位時(shí)會(huì)得到不同的定位精度曲線和不同的反向死區(qū)(間隙)。因此,對(duì)一些質(zhì)量不高的數(shù)控機(jī)床,即使有很好的出廠定位精度檢查數(shù)據(jù),也不一定能成批加工出高精度的零件。
另外,機(jī)床運(yùn)行時(shí)正反向定位精度曲線由于綜合原因,不可能完全重合,甚至出現(xiàn)同9 4所示的幾種情況。
平行形曲線:即正向曲線和反向曲線在垂直坐標(biāo)上很均勻地拉開(kāi)一段距離,這段距離即反映了該坐標(biāo)軸的反向間隙。這時(shí)可以用數(shù)控系統(tǒng)間隙補(bǔ)償功能修改間隙補(bǔ)償值來(lái)使正反向曲線接近。
交叉形與喇叭形曲線:逮兩類曲線都是由于被鍘坐標(biāo)軸上各段反向間隙不均勻造成的。滾珠絲杠在行程內(nèi)各段間隙過(guò)盈不一致和導(dǎo)軌副在行程的負(fù)載不一致等是造成反向間隙不均勻的主要原因。反向間隙不均勻現(xiàn)象較多表現(xiàn)在全行程內(nèi)一頭橙一頭緊,結(jié)果得到喇叭形的正反向定位曲線。如果此時(shí)又不恰當(dāng)?shù)厥褂脭?shù)控系統(tǒng)間隙補(bǔ)償功能,就造成交叉形曲線。
測(cè)定的定位精度曲線還與環(huán)境溫度和軸的工作狀態(tài)有關(guān)。目前大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床都是半閉環(huán)的伺服系統(tǒng),它不能補(bǔ)償滾珠絲杠熱伸長(zhǎng),熱伸長(zhǎng)能使在im行程上相差0 01~0. 02 mm。為此,有些機(jī)床采用預(yù)拉伸絲杠的方法,來(lái)減少熱伸長(zhǎng)的影響。
(2)直線運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精度的檢測(cè)
檢測(cè)用的儀器與檢測(cè)定位精度所用的相同。一般檢測(cè)方法是在靠近各坐標(biāo)行程的中點(diǎn)及兩端的任意三個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量,每個(gè)位置用快速移動(dòng)定位,在相同的條件下重復(fù)做七次定位,測(cè)出停止位置的數(shù)值并求出讀數(shù)的最大差值。以三個(gè)位置中最大差值的二分之一,附上正負(fù)符號(hào),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)定性的最基本指標(biāo)。
(3)直線運(yùn)動(dòng)的原點(diǎn)返回精度
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,它的測(cè)量方法與重復(fù)定位精度相同。
(4)直線運(yùn)動(dòng)走動(dòng)量的測(cè)定
失動(dòng)量的測(cè)定方法是在所測(cè)量坐標(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),再在同一方向上給予一個(gè)移動(dòng)指令值,使之移動(dòng)一段距離,然后再向相反方向上移動(dòng)相同的距離,測(cè)量停止位置與基準(zhǔn)位置之差(如圖9 5所示)。在靠近行程中點(diǎn)廈兩端的三個(gè)位置上分別進(jìn)行多次(一般為七次)的測(cè)定,求出各位置上的平均值,以所得到平均值中的最大值為失動(dòng)量測(cè)量值。
坐標(biāo)軸的失動(dòng)量是該坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動(dòng)鍵上驅(qū)動(dòng)部件(如伺服電機(jī)、伺服液壓馬達(dá)和步進(jìn)電機(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。此誤差越大,測(cè)定位精度和重復(fù)定位精度也愈差。
神曰轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)精度的測(cè)量回轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)各項(xiàng)精度的測(cè)定方法與上述各項(xiàng)直線運(yùn)動(dòng)精度的測(cè)定方法相同,但用于回轉(zhuǎn)精度的測(cè)定儀器準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)、平行光管(準(zhǔn)直儀)等?紤]到實(shí)際使用要求•一般對(duì)o'、906、18。。、270'等幾個(gè)直角等分點(diǎn)做重點(diǎn)涮量,要求這些點(diǎn)J精度較其他角度位置精度提高一個(gè)等級(jí)。