陳娜，盧威

（張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院，湖南 張家界 427000）

0 引言

機床定位精度是指在調整或加工過程中，機床的移動部件按所接收的指令信號，向目標位置沿著坐標軸方向移動時，實際值與目標值的相似程度。定位精度是最具有數(shù)控機床特征的一項指標，常作為評價、驗收機床的依據(jù)。同時，通過定位精度的檢測，還可以分析定位誤差的來源，以便進一步采取措施提高這項精度。

定位精度的高低通過評定定位誤差的大小確定。在運動過程中，移動部件按給定指令移動，但到達的實際位置與目標位置之間總存在誤差，并且每一次產(chǎn)生的誤差值都不完全相等，當對若干次重復定位誤差進行記錄，能明顯看到誤差值呈現(xiàn)出在某一個值兩側作正態(tài)分布的特點，如圖1 所示。

圖1 定位精度圖

1 定位精度的檢測

在進行數(shù)控機床定位精度檢測過程中，常用工具有刻線基準尺、讀數(shù)顯微鏡、激光干涉儀、光柵和感應同步器等。

圖2 定位精度的測量原理圖

在一般精度檢測中，將刻線尺安裝在被檢驗的工作臺上，沿與之平行方向移動，通過安裝在機床的靜止部件上的顯微鏡，觀察尺的刻度，如圖2（a）所示。較高定位精度測量常用雙頻激光干涉儀如圖2（b）所示。激光干涉儀安裝在機床的靜止部件上，反射鏡固定在工作臺上，光線平行于被檢驗的工作臺的位移方向，當被檢驗的工作臺移動規(guī)定的距離時，激光干涉儀的指示儀表顯示出工作臺移動的實際距離。

圖3 激光干涉儀測量系統(tǒng)原理圖

在進行統(tǒng)計檢驗時，為得到某一點的定位精度，需要進行5～15 次的重復定位測量。而為了得到一個坐標軸的定位精度，則必須隨機選取測量坐標軸上的3～15 個點，從正、反兩個方向移動坐標軸，測量和評定定位精度。例如，沿x 軸從兩個方向各進行7 次測定某一點，測15 個測點，則共需測得210 個讀數(shù)方能評定一個坐標軸的定位精度。為了提高測量效率、保證測量精度，近年來逐漸采用激光干涉儀測量與顯示系統(tǒng)，能夠自動顯示、處理數(shù)據(jù)和自動進行記錄。圖3 所示為激光干涉儀測量系統(tǒng)的原理圖，該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對一個坐標軸連續(xù)自動測量，并能對環(huán)境溫度、氣壓等方面的影響進行自動修正，最后統(tǒng)計處理所有測得數(shù)據(jù)，繪制出誤差曲線。

2 數(shù)控機床定位精度的評定

2.1 評定參數(shù)

按照國家標準GB10931-89 中“數(shù)字控制機床位置精度的評定方法”，數(shù)控坐標軸定位精度采用軸線的重復定位精度R、軸線的定位精度A 和軸線的反向差值B 三個評定參數(shù)。

2.2 評定方法

對坐標軸軸線的重復定位精度、軸線的定位精度和軸線的反向差值進行評定時，采用不同的評定方法。

1）軸線的重復定位精度R。各測點的重復定位精度為

式中：j為坐標軸上各測點的位置序號，j=1，2，3…，m。

軸線重復定位精度為各測點重復定位精度Ri↑和Ri↓中的最大值，即R=（Ri）max。

3）軸線的反向差值B。各測點的反向差值中的最大絕對值為B=｜Bj｜max。

3 應用實例

檢測某機床的某一坐標軸時，全軸長度上選定了5個測點，移動部件從正、反兩個方向趨近每個測點，各測量5 次，檢測結果見表1。

表1 數(shù)控機床定位誤差檢測結果 μm

根據(jù)實測誤差值進行計算，可得各測點處的定位誤差、重復定位誤差和反向差值，該坐標軸軸線的定位精度評定結果為：

1）軸線的重復定位精度。比較各測點的6Si可知，在測點2 處6Si最大，6Si=7.446 μm 故軸線的重復定位精度R=7.446 μm。

所以軸線的定位精度為：

3）軸線的反向差值在測點l 處有最大反向差值，Bjmax=3.5 μm，所以軸線的反向差值為B=3.5 μm。用曲線表示定位精度的檢測結果，見圖4。

圖4 定位精度檢測曲線圖

4 結語

數(shù)控機床定位精度檢測技術能夠檢測機床的定位誤差，但定位精度檢測技術的自身誤差對機床精度的測量也存在著一定的影響，若能夠在進行定位檢測時加入定位精度補償技術，則可以很有效地彌補檢測中的自身誤差，提高定位精度，保證零件的加工質量，這需要在以后的工作中繼續(xù)研究。

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