数控车床位置精度检测与评定方法对比分析_王胜
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９］ 。 从而测出偏差 ［
图 ２ 步距规测量原理图
图 ３ 标准检验循环图
数据进行处理 ， 可确定位置精度值 。 步距规测量方法简便 ， 设备安装方便 ， 但测量 精度和效率低 ， 仅适用于中低档机床的标定和出
图 １ 线纹尺测量示意图
１ ０］ 。 厂检验 ［
将线纹尺安装 在 被 测 直 线 方 向 上 ， 读数显微 镜固定在 移 动 部 件 上 ， 部 件 在 位 置 Ｐ１ 时 读 数 显 微镜读数 ， 部 件 移 动 至 目 标 位 置 Ｐ２ 时 读 数 显 微 用两 次 读 数 之 差 与 移 动 距 离 进 行 比 镜再次读数 ， 较得到测量值 。 该方法可以实现任意点直线位置 精度的测量 ， 但测量装置受线纹尺规格 （ 和 ｍ） ≤１ 机床结构的限制 ， 测量范围小 ， 测量精度和效率会 随着线纹尺的长度增加而下降 。 因此该方法较适 合于小范围的直线位置精度测量 。 １． ２ 步距规及其测量原理 …， 步距规测量原理如图 ２ 所示 。 ｌ ｌ ｌ １， ２， ｍ 按 即ｌ １ ０ ０ ｍｍ 间隔递增 ， ０ ０ ｍｍ， ｌ ０ ０ ｍｍ， １ ＝１ ２ ＝２ …。 …， ｌ ｌ ｌ １， ２， ｍ 的实际数 值 作 为 定 位 精 度 检 测 时 的目标位移 。 以某重型数控车床 Ｚ 轴位置精度为 例， 测量时将步距规置于刀架上 ， 使步距规轴线与 将杠杆千分表 固 定 在 固 Ｚ 轴轴线平行 ， Ｚ 轴归零 ； 定部件上 ， 表头接触到起始位置时表针置零 ； 用数 移 控程序控制刀架按 照 图 ３ 所 示 的 循 环 图 移 动 ， …， 动距离依次为ｌ 表盘上的读数为该位 ｌ ｌ １， ２， ｍ， 置的单向位置偏差 ， 按照标准循环图测量 ５ 次 ， 记 ／ 录各点 读 数 ， 按照 Ｇ Ｂ Ｔ １ ７ ４ ２ １． ２－２ ０ ０ ０规定对
０ 引言
加工零部件 的 质 量 取 决 于 机 床 本 身 的 性 能 ， 因此 ， 在机床出厂和使用之前 ， 明确其性能十分关 键
［ １］
数控机床在制造过程中不可避免地存在加工 误差 。 目 前 国 内 外 评 定 数 控 机 床 精 度 的 标 准 很 ／ 如我 国 的 Ｇ 机床检验通 多， Ｂ Ｔ １ ７ ４ ２ １． ２－２ ０ ０ ０《 则第 ２ 部分 ： 数控 轴 线 的 定 位 精 度 和 重 复 定 位 精 ／ 度的确定 》 和Ｇ 重型卧式车床 Ｂ Ｔ ２ ３ ５ ６ ９－２ ０ ０ ９《 ， ／ 德国的 Ｖ 工 检验条件 精 度 检 验 》 Ｄ Ｉ Ｄ ＧＱ ３ ４ ４ １《 ， 作精 度 和 位 置 精 度 的 统 计 检 验 原 理 》 日本的 《 ， 数控 机 床 试 验 方 法 通 则 》 美国机床 Ｊ Ｉ Ｓ－Ｂ ６ ３ ３ ６ 《 制造者协 会 （ 数字控制机床的精度与 ＮＭＴ Ｂ Ａ） 重复性的定义 和 评 估 》 标 准 等。 许 多 学 者 对 机 床
·１ ８ ６ ２·
— — 王 胜 刘宏昭 数控车床位置精度检测与评定方法对比分析 —
绍了数控机床位置精度常用的检测工具及测量方 法并分析其各自 优 缺 点 ； 然后介绍了目前国内外 并采用 ４ 种典型的 数 控 机 床 位 置 精 度 评 定 标 准 ， 激光干涉仪实测了纵向进给系统中某段位移的位 采用 ４ 种评定标准对定位精度 、 重复定位 置精度 ， 精度 、 反向差值和系统偏差进行了计算 ， 对计算结 果进行了对比分析 。
／ 应用 Ｇ Ｂ １ ０ ９ ３ １－８ ９、 Ｖ Ｄ Ｉ Ｄ ＧＱ ３ ４ ４ １ 和 ＮＭＴ Ｂ Ａ ［ ８］ 标准评 定 数 控 机 床 的 位 置 精 度 ， 王昀希 应用 ／ Ｖ Ｄ Ｉ Ｄ ＧＱ ３ ４ ４ １和 Ｊ Ｉ Ｓ－Ｂ ６ ３ ３ ６来评定数控机床 。 的位置精度 以 上 研 究 对 象 均 为 普 通 数 控 机 床 ， 且都存在着评定方法不全面和评定标准陈旧等问 关于数 控 车 床 位 置 精 度 评 价 方 法 的 研 题 。 目前 ， 究还不多 。 本文以某重型 数 控 车 床 为 研 究 对 象 ， 首先介
位置精度是数控机床最重要的也是最能代表机床
４］ 。 数控机床位置Байду номын сангаас度主要包括 特征的一项指标 ［ ５］ ， 定位精度 、 重复定位精度和反向差值三个指标 ［
其测量工具主要有线纹尺或步距规 、 电子测微计 、 准直仪和激光干涉仪等 。
收稿日期 ： ２ ０ １ ２—０ ５—０ ２ ；国 家 自 然 基金项目 ： 国家科技重大专 项 （ ２ ０ １ ０ Ｚ Ｘ ０ ４ ０ １ ４－０ １ ２） ） ； 科学基金资助项目 （ 陕西省重点学科建设专项资金 ５ １ ２ ０ ５ ３ ０ ７ ； 资助项目 ； 陕西高 校 省 级 重 点 实 验 室 科 研 项 目 （ 陕 ２ ０ １ ０ Ｊ Ｓ ０ ８ ０） ） 西省教育厅专项科研项目 （ １ １ Ｊ Ｋ ０ ８ ５ ８
度和加工精度
。 数控机床几何精度综合反映了
该机床关键机械零部件及其组装后的几何形状误 差 。 几何精度合格与否是定位精度和工作精度测 定是否准确的基本条件 ， 只有在稳定的 、 小于允差 的几何精度条件下 ， 测量 、 检验位置精度和工作精
３］ 。在 数 控 机 床 的 精 度 检 测 中， 度才有实质 意 义 ［
１ 检测工具及其测量方法
１． １ 线纹尺及其测量原理 用线纹尺测量或定位时 ， 与读数显微镜 、 光学 读数头或光电显微镜等配套使用 。 线纹尺的刻线 ／ 精度可达 ±１ ｍ １ ０ ０ ０ ｍ 或更高 。 图 １ 为线纹尺 μ μ 测量示意图 ， 其测 量 原 理 为 ： 采用精密线纹尺（ 将 每毫 米 细 分 为 １ 与 读 数 显 微 镜， 以线纹 ０ ０ ０ 等 分） 与运动部件移动的距离进行比较 尺刻线为标准 ，
６］ ／ 评定 方 法 进 行 了 研 究 ， 如 蔡 有 杰［ 应用 Ｖ Ｄ Ｉ 《 数字控制机床位置精 Ｄ ＧＱ ３ ４ ４ １和 Ｇ Ｂ １ ０ ９ ３ １－８ ９ ７］ 度评定方法 》 来评定数控机床的位置精度 ， 林璨 ［
。 数控机床的精 度 主 要 包 括 几 何 精 度 、 位置精
［ ２］
中国机械工程第 ２ ４ 卷第 １ ４期２ ０ １ ３ 年 ７ 月下半月
数控车床位置精度检测与评定方法对比分析
２ １ 王 胜１， 刘宏昭
西安理工大学 ， 西安 ， 陕西工商职业学院 ， 西安 ， １． ７ １ ０ ０ ４ ８ ２． ７ １ ０ １ １ ９
摘要 ： 为了得到最佳的数控车床位置精度检测和评定方法 ， 介绍了数控车床常用的位置精度测量工 具和方法 ， 对几种检测方法进行了对比分析 ， 介绍了目前国内外常用的 ４ 种 评 定 标 准 ； 利用激光干涉仪 — — 定位精度 、 利用上述 ４ 种评定标准对位置精度具体指标 — 重复定位 测量某重型数控车床位置精度值 ， 反向差值和系统偏差进行计算 ， 对计算结果进行了分析对比 ； 明确 了 各 种 评 定 方 法 的 具 体 运 用 情 精度 、 况， 从而为数控车床的生产 、 验收和使用中的位置精度检测提供指导 。 关键词 ： 数控车床 ； 精度检测 ； 评定方法 ； 对比分析 ： ／ 中图分类号 ： ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ０ ４－１ ３ ２ Ｘ． ２ ０ １ ３． １ ４． ０ ０ ４ ＴＨ １ １ ５ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ｊ Ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ Ｎ Ｃ Ｌ ａ ｔ ｈ ｅ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｐ ｙ ｙ １， ２ １ Ｗ ａ ｎ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ Ｈ ｏ ｎ ｚ ｈ ａ ｏ ｇ ｇ Ｌ ｇ ’ ， ’ １． Ｘ ｉ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｘ ｉ ａ ｎ， ７ １ ０ ０ ４ ８ ｙ ｇ ｙ ， ’ ， ２． Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｅＸ ｉａ ｎ７ １ ０ １ １ ９ ｇ ： ， ， Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｔ ｈ ｉ ｓ ｅ ｔ ｙ ｇ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｆ ｏ ｒ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｙ ｙ ｐ ｐ ｐ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍ ｏ ｎ ｌ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｔ ｈ ｏ ｍ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｆ ｏ ｕ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｇ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｏ ｍ ｅ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｅ ｄ ． Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｌ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ － ｙ ｇ ｙ ｐ ， — — —ｐ ， ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｓ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｒ ｅ ｅ ａ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ － ｐ ｐ ｇ ｙ ｐ ｙ ｙ ｐ ， ， ｒ ａ ｃ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ． ｙ ｙ ｙ ｇ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｃ ｌ ａ ｒ ｉ ｆ ｉ ｅ ｓ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ Ｔ ｈ ｅ ｙ ｐ ｙ ， ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｒ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｕ ｉ ｄ ｅ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ｅ ｃ ｋ ｉ ｎ ｐ ｐ ｇ ｐ ｙ ｐ ｇ ｆ ｏ ｒ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ｓ ． ： ； ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｙ ｐ ｙ ｙ
图 ２ 步距规测量原理图
图 ３ 标准检验循环图
数据进行处理 ， 可确定位置精度值 。 步距规测量方法简便 ， 设备安装方便 ， 但测量 精度和效率低 ， 仅适用于中低档机床的标定和出
图 １ 线纹尺测量示意图
１ ０］ 。 厂检验 ［
将线纹尺安装 在 被 测 直 线 方 向 上 ， 读数显微 镜固定在 移 动 部 件 上 ， 部 件 在 位 置 Ｐ１ 时 读 数 显 微镜读数 ， 部 件 移 动 至 目 标 位 置 Ｐ２ 时 读 数 显 微 用两 次 读 数 之 差 与 移 动 距 离 进 行 比 镜再次读数 ， 较得到测量值 。 该方法可以实现任意点直线位置 精度的测量 ， 但测量装置受线纹尺规格 （ 和 ｍ） ≤１ 机床结构的限制 ， 测量范围小 ， 测量精度和效率会 随着线纹尺的长度增加而下降 。 因此该方法较适 合于小范围的直线位置精度测量 。 １． ２ 步距规及其测量原理 …， 步距规测量原理如图 ２ 所示 。 ｌ ｌ ｌ １， ２， ｍ 按 即ｌ １ ０ ０ ｍｍ 间隔递增 ， ０ ０ ｍｍ， ｌ ０ ０ ｍｍ， １ ＝１ ２ ＝２ …。 …， ｌ ｌ ｌ １， ２， ｍ 的实际数 值 作 为 定 位 精 度 检 测 时 的目标位移 。 以某重型数控车床 Ｚ 轴位置精度为 例， 测量时将步距规置于刀架上 ， 使步距规轴线与 将杠杆千分表 固 定 在 固 Ｚ 轴轴线平行 ， Ｚ 轴归零 ； 定部件上 ， 表头接触到起始位置时表针置零 ； 用数 移 控程序控制刀架按 照 图 ３ 所 示 的 循 环 图 移 动 ， …， 动距离依次为ｌ 表盘上的读数为该位 ｌ ｌ １， ２， ｍ， 置的单向位置偏差 ， 按照标准循环图测量 ５ 次 ， 记 ／ 录各点 读 数 ， 按照 Ｇ Ｂ Ｔ １ ７ ４ ２ １． ２－２ ０ ０ ０规定对
０ 引言
加工零部件 的 质 量 取 决 于 机 床 本 身 的 性 能 ， 因此 ， 在机床出厂和使用之前 ， 明确其性能十分关 键
［ １］
数控机床在制造过程中不可避免地存在加工 误差 。 目 前 国 内 外 评 定 数 控 机 床 精 度 的 标 准 很 ／ 如我 国 的 Ｇ 机床检验通 多， Ｂ Ｔ １ ７ ４ ２ １． ２－２ ０ ０ ０《 则第 ２ 部分 ： 数控 轴 线 的 定 位 精 度 和 重 复 定 位 精 ／ 度的确定 》 和Ｇ 重型卧式车床 Ｂ Ｔ ２ ３ ５ ６ ９－２ ０ ０ ９《 ， ／ 德国的 Ｖ 工 检验条件 精 度 检 验 》 Ｄ Ｉ Ｄ ＧＱ ３ ４ ４ １《 ， 作精 度 和 位 置 精 度 的 统 计 检 验 原 理 》 日本的 《 ， 数控 机 床 试 验 方 法 通 则 》 美国机床 Ｊ Ｉ Ｓ－Ｂ ６ ３ ３ ６ 《 制造者协 会 （ 数字控制机床的精度与 ＮＭＴ Ｂ Ａ） 重复性的定义 和 评 估 》 标 准 等。 许 多 学 者 对 机 床
·１ ８ ６ ２·
— — 王 胜 刘宏昭 数控车床位置精度检测与评定方法对比分析 —
绍了数控机床位置精度常用的检测工具及测量方 法并分析其各自 优 缺 点 ； 然后介绍了目前国内外 并采用 ４ 种典型的 数 控 机 床 位 置 精 度 评 定 标 准 ， 激光干涉仪实测了纵向进给系统中某段位移的位 采用 ４ 种评定标准对定位精度 、 重复定位 置精度 ， 精度 、 反向差值和系统偏差进行了计算 ， 对计算结 果进行了对比分析 。
／ 应用 Ｇ Ｂ １ ０ ９ ３ １－８ ９、 Ｖ Ｄ Ｉ Ｄ ＧＱ ３ ４ ４ １ 和 ＮＭＴ Ｂ Ａ ［ ８］ 标准评 定 数 控 机 床 的 位 置 精 度 ， 王昀希 应用 ／ Ｖ Ｄ Ｉ Ｄ ＧＱ ３ ４ ４ １和 Ｊ Ｉ Ｓ－Ｂ ６ ３ ３ ６来评定数控机床 。 的位置精度 以 上 研 究 对 象 均 为 普 通 数 控 机 床 ， 且都存在着评定方法不全面和评定标准陈旧等问 关于数 控 车 床 位 置 精 度 评 价 方 法 的 研 题 。 目前 ， 究还不多 。 本文以某重型 数 控 车 床 为 研 究 对 象 ， 首先介
位置精度是数控机床最重要的也是最能代表机床
４］ 。 数控机床位置Байду номын сангаас度主要包括 特征的一项指标 ［ ５］ ， 定位精度 、 重复定位精度和反向差值三个指标 ［
其测量工具主要有线纹尺或步距规 、 电子测微计 、 准直仪和激光干涉仪等 。
收稿日期 ： ２ ０ １ ２—０ ５—０ ２ ；国 家 自 然 基金项目 ： 国家科技重大专 项 （ ２ ０ １ ０ Ｚ Ｘ ０ ４ ０ １ ４－０ １ ２） ） ； 科学基金资助项目 （ 陕西省重点学科建设专项资金 ５ １ ２ ０ ５ ３ ０ ７ ； 资助项目 ； 陕西高 校 省 级 重 点 实 验 室 科 研 项 目 （ 陕 ２ ０ １ ０ Ｊ Ｓ ０ ８ ０） ） 西省教育厅专项科研项目 （ １ １ Ｊ Ｋ ０ ８ ５ ８
度和加工精度
。 数控机床几何精度综合反映了
该机床关键机械零部件及其组装后的几何形状误 差 。 几何精度合格与否是定位精度和工作精度测 定是否准确的基本条件 ， 只有在稳定的 、 小于允差 的几何精度条件下 ， 测量 、 检验位置精度和工作精
３］ 。在 数 控 机 床 的 精 度 检 测 中， 度才有实质 意 义 ［
１ 检测工具及其测量方法
１． １ 线纹尺及其测量原理 用线纹尺测量或定位时 ， 与读数显微镜 、 光学 读数头或光电显微镜等配套使用 。 线纹尺的刻线 ／ 精度可达 ±１ ｍ １ ０ ０ ０ ｍ 或更高 。 图 １ 为线纹尺 μ μ 测量示意图 ， 其测 量 原 理 为 ： 采用精密线纹尺（ 将 每毫 米 细 分 为 １ 与 读 数 显 微 镜， 以线纹 ０ ０ ０ 等 分） 与运动部件移动的距离进行比较 尺刻线为标准 ，
６］ ／ 评定 方 法 进 行 了 研 究 ， 如 蔡 有 杰［ 应用 Ｖ Ｄ Ｉ 《 数字控制机床位置精 Ｄ ＧＱ ３ ４ ４ １和 Ｇ Ｂ １ ０ ９ ３ １－８ ９ ７］ 度评定方法 》 来评定数控机床的位置精度 ， 林璨 ［
。 数控机床的精 度 主 要 包 括 几 何 精 度 、 位置精
［ ２］
中国机械工程第 ２ ４ 卷第 １ ４期２ ０ １ ３ 年 ７ 月下半月
数控车床位置精度检测与评定方法对比分析
２ １ 王 胜１， 刘宏昭
西安理工大学 ， 西安 ， 陕西工商职业学院 ， 西安 ， １． ７ １ ０ ０ ４ ８ ２． ７ １ ０ １ １ ９
摘要 ： 为了得到最佳的数控车床位置精度检测和评定方法 ， 介绍了数控车床常用的位置精度测量工 具和方法 ， 对几种检测方法进行了对比分析 ， 介绍了目前国内外常用的 ４ 种 评 定 标 准 ； 利用激光干涉仪 — — 定位精度 、 利用上述 ４ 种评定标准对位置精度具体指标 — 重复定位 测量某重型数控车床位置精度值 ， 反向差值和系统偏差进行计算 ， 对计算结果进行了分析对比 ； 明确 了 各 种 评 定 方 法 的 具 体 运 用 情 精度 、 况， 从而为数控车床的生产 、 验收和使用中的位置精度检测提供指导 。 关键词 ： 数控车床 ； 精度检测 ； 评定方法 ； 对比分析 ： ／ 中图分类号 ： ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ０ ４－１ ３ ２ Ｘ． ２ ０ １ ３． １ ４． ０ ０ ４ ＴＨ １ １ ５ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ｊ Ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ Ｎ Ｃ Ｌ ａ ｔ ｈ ｅ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｐ ｙ ｙ １， ２ １ Ｗ ａ ｎ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ Ｈ ｏ ｎ ｚ ｈ ａ ｏ ｇ ｇ Ｌ ｇ ’ ， ’ １． Ｘ ｉ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｘ ｉ ａ ｎ， ７ １ ０ ０ ４ ８ ｙ ｇ ｙ ， ’ ， ２． Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｅＸ ｉａ ｎ７ １ ０ １ １ ９ ｇ ： ， ， Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｔ ｈ ｉ ｓ ｅ ｔ ｙ ｇ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｆ ｏ ｒ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｙ ｙ ｐ ｐ ｐ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍ ｏ ｎ ｌ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｔ ｈ ｏ ｍ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｆ ｏ ｕ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｇ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｏ ｍ ｅ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｅ ｄ ． Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｌ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ － ｙ ｇ ｙ ｐ ， — — —ｐ ， ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｓ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｒ ｅ ｅ ａ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ － ｐ ｐ ｇ ｙ ｐ ｙ ｙ ｐ ， ， ｒ ａ ｃ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ． ｙ ｙ ｙ ｇ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｃ ｌ ａ ｒ ｉ ｆ ｉ ｅ ｓ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ Ｔ ｈ ｅ ｙ ｐ ｙ ， ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｒ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｕ ｉ ｄ ｅ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ｅ ｃ ｋ ｉ ｎ ｐ ｐ ｇ ｐ ｙ ｐ ｇ ｆ ｏ ｒ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ｓ ． ： ； ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｎ Ｃ ｌ ａ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ｙ ｐ ｙ ｙ