4数控机床几何精度检验
数控机床加工精度检测与校准方法
数控机床加工精度检测与校准方法在现代制造业中，数控机床是不可或缺的重要设备。
它的高效率、高精度和高稳定性使得加工过程更加精确和可靠。
然而，由于各种因素的影响，数控机床的加工精度可能会出现偏差。
因此，对数控机床的精度进行检测和校准是非常必要的。
一、加工精度检测方法1. 几何误差检测几何误差是数控机床加工精度的重要指标之一。
常见的几何误差包括直线度误差、平行度误差、垂直度误差和圆度误差等。
几何误差的检测可以使用光学测量仪器，如激光干涉仪、光学投影仪等。
通过将测量仪器与数控机床进行联动，可以实时监测数控机床的加工精度，并得出相应的误差数据。
2. 热误差检测热误差是数控机床加工精度的另一个重要指标。
由于加工过程中会产生热量，数控机床的温度会发生变化，从而导致加工精度的偏差。
为了检测热误差，可以使用温度传感器对数控机床进行监测。
通过实时记录数控机床的温度变化，并与加工精度进行对比，可以得出热误差的数据。
3. 振动误差检测振动误差是数控机床加工精度的另一个重要影响因素。
振动会导致数控机床的加工过程不稳定，从而影响加工精度。
为了检测振动误差，可以使用振动传感器对数控机床进行监测。
通过实时记录数控机床的振动情况，并与加工精度进行对比，可以得出振动误差的数据。
二、加工精度校准方法1. 机床调整机床调整是校准数控机床加工精度的常用方法之一。
通过调整数控机床的各项参数，如传动装置、导轨、滑块等，可以减小加工误差。
例如，可以通过调整导轨的平行度和垂直度来改善加工精度。
此外，还可以通过更换加工刀具、调整刀具固定方式等方式来提高加工精度。
2. 补偿技术补偿技术是校准数控机床加工精度的另一种常用方法。
通过对加工过程中的误差进行实时监测，并通过数学模型进行补偿，可以减小加工误差。
例如，可以通过在程序中添加补偿指令，根据误差数据进行补偿，从而提高加工精度。
3. 精度校准仪器精度校准仪器是校准数控机床加工精度的重要工具。
常见的精度校准仪器包括激光干涉仪、光学投影仪、三坐标测量机等。
数控机床的几何精度检验
数控机床的几何精度检验数控机床的几何精度是综合反映机床主要零部件组装后线和面的形状误差、位置或位移误差。
根据GB/T17421.1-1998《机床检验通则第1部分在无负荷或精加工条件下机床的几何精度》国家标准的说明有如下几类：（一）、直线度1、一条线在一个平面或空间内的直线度，如数控卧式车床床身导轨的直线度；2、部件的直线度，如数控升降台铣床工作台纵向基准T形槽的直线度；3、运动的直线度，如立式加工中心X轴轴线运动的直线度。
长度测量方法有：平尺和指示器法，钢丝和显微镜法，准直望远镜法和激光干涉仪法。
角度测量方法有：精密水平仪法，自准直仪法和激光干涉仪法。
（二）、平面度（如立式加工中心工作台面的平面度）测量方法有：平板法、平板和指示器法、平尺法、密水平仪法和光学法。
（三）、平行度、等距度、重合度线和面的平行度，如数控卧式车床顶尖轴线对主刀架溜板移动的平行度；运动的平行度，如立式加工中心工作台面和X轴轴线间的平行度；等距度，如立式加工中心定位孔与工作台回转轴线的等距度；同轴度或重合度，如数控卧式车床工具孔轴线与主轴轴线的重合度。
测量方法有：平尺和指示器法，精密水平仪法，指示器和检验棒法。
（四）、垂直度直线和平面的垂直度，如立式加工中心主轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度；运动的垂直度，如立式加工中心Z轴轴线和X轴轴线运动间的垂直度。
测量方法有：平尺和指示器法，角尺和指示器法，光学法（如自准直仪、光学角尺、放射器）。
（五）、旋转径向跳动，如数控卧式车床主轴轴端的卡盘定位锥面的径向跳动，或主轴定位孔的径向跳动；周期性轴向窜动,如数控卧式车床主轴的周期性轴向窜动；端面跳动，如数控卧式车床主轴的卡判定位端面的跳动。
测量方法有：指示器法，检验棒和指示器法，钢球和指示法。
数控机床精度检验内容
数控机床精度检验内容数控机床是一种高精度、高效率的加工设备，其精度直接影响着加工零件的质量和精度。
因此，对数控机床的精度进行检验是非常重要的。
下面将介绍数控机床精度检验的内容。
首先，数控机床的精度检验包括几个方面，几何精度、运动精度和位置精度。
几何精度是指机床各轴线的几何误差，包括直线度、平行度、垂直度等；运动精度是指机床在运动过程中的动态精度，包括加工速度、加速度、减速度等；位置精度是指机床在停止状态下的定位精度，包括定位误差、重复定位精度等。
这些精度指标直接影响着数控机床加工零件的精度和表面质量。
其次，数控机床精度检验的方法主要包括几种，静态检验、动态检验和综合检验。
静态检验是指在机床停止状态下对各轴线的几何精度进行检测，可以通过测量仪器进行测量，如千分尺、角尺等；动态检验是指在机床运动状态下对运动精度进行检测，可以通过加工模拟零件进行加工，然后进行测量分析；综合检验是指将静态检验和动态检验相结合，对机床的整体精度进行评估。
另外，数控机床精度检验的标准主要包括国家标准和行业标准。
国家标准是指由国家相关部门颁布的针对数控机床精度的检验标准，如GB/T19001-2008《数控机床检验标准》等；行业标准是指由行业协会或企业制定的针对特定类型数控机床的检验标准，如《数控车床精度检验标准》等。
在进行数控机床精度检验时，需要严格按照相关标准进行检验，以确保检验结果的准确性和可靠性。
最后，数控机床精度检验的意义在于保证机床加工零件的精度和质量，提高加工效率和加工精度，降低加工成本，提高产品的竞争力。
通过定期对数控机床进行精度检验，可以及时发现机床的精度问题，进行调整和维护，确保机床的稳定性和可靠性，延长机床的使用寿命。
综上所述，数控机床精度检验内容包括几何精度、运动精度和位置精度，检验方法包括静态检验、动态检验和综合检验，检验标准包括国家标准和行业标准。
通过精度检验可以保证机床的加工精度和质量，提高产品的竞争力，具有重要的意义和价值。
数控机床的精度检测方法与标准
数控机床的精度检测方法与标准数控机床是一种高精度的机床设备，广泛应用于制造业的各个领域。
为了确保数控机床的工作精度，需要进行精度检测。
本文将介绍数控机床的精度检测方法和标准，为读者提供参考。
一、数控机床精度检测方法1. 几何精度检测几何精度是指数控机床在工作过程中，工件表面形状、位置、尺寸等与理论位置之间的差异。
常用的几何精度检测方法包括：平行度检测、垂直度检测、直线度检测等。
这些检测方法可以通过使用测量仪器（例如投影仪、三坐标测量机等）进行测量和比较，以确定数控机床是否满足工作要求。
2. 运动精度检测运动精度是指数控机床在运动中达到的位置是否准确。
常用的运动精度检测方法包括：位置误差检测、重复定位精度检测、速度误差检测等。
这些检测方法可以通过使用激光干涉仪、激光漂测仪等测量设备进行测量，以确定数控机床的运动精度是否符合要求。
3. 刚度检测刚度是指数控机床在受力时的变形情况。
常用的刚度检测方法包括：静刚度检测、动刚度检测等。
静刚度可以通过在数控机床各个部位施加力并测量其变形情况来进行检测；动刚度可以通过在数控机床运动状态下进行控制并测量位移来进行检测。
二、数控机床精度检测标准为了统一数控机床的精度检测标准，国内外制定了相应的标准，其中最有代表性的是国家标准GB/T16857-1997《数控机床精度检验方法》。
该标准规定了数控机床的几何精度、运动精度和刚度等指标的检测方法和要求。
以几何精度为例，该标准包括对工件表面形状、位置、尺寸等几何误差的检测，在该标准中，提供了一系列的测量方法，包括投影法、三坐标法、机床内检测法等。
此外，该标准还规定了几何误差的允许值，即数控机床在工作过程中允许存在的误差范围。
除了国家标准，国际标准也对数控机床的精度检测进行了规范，例如ISO 230-1和ISO 230-2等，这些标准主要用于指导和规范制造商以及使用单位在数控机床精度检测方面的操作。
近年来，随着数控机床技术的不断发展，对精度的要求也越来越高。
数控机床几何精度检验
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使百分表/千分表读数在平尺的两端相等。手轮模式
下沿X轴线移动工作台，在全行程上进行检验。记录
百分表/千分表读数的最大差值，即为在XY水平面内
X轴线运动的直线度误差
整理、清洁。准备进行下一项目检验，不用的量检具应放回规定的位置，不能随 7
意在检验区域摆放
2．检验Y轴线运动的直线度 检验Y轴线运动的直线度方法见表3-12。
录指示器的最大读数差，即分别为在平行于X轴线的
ZX垂直平面内Z轴线运动的直线度及在平行于Y轴线
的YZ垂直平面内Z轴线运动的直线度
整理、清洁。准备进行下一项目检验，不用的量检具应放回规定的位置，不能 4
随意在检验区域摆放
二、线性运动的角度偏差
线性运动的角度偏差包括X轴、Y轴和Z轴线性运动的角度偏差，现 介绍X轴线性运动的角度偏差检验方法，见表3-14。
1.检验X轴线运动的直线度
检验X轴线运动的直线度方法见表3-11。
表3-11 检验X轴线运动的直线度方法
检验项目G1
X轴线运动的直线度： a)在ZX垂直平面内； b）在XY水平面内
标准
GB/T 18400.2-2010《加工中心检验条件 第2部分：立式或带主回转轴的 万能主轴头机床几何精度检验（垂直Z轴）》规定，G1项公差为：
项目1 数控机床几何精度检验
任务三 立式加工中心几何精度检验验
项目1 数控铣床和立式加工中心几何精度检验 任务三 立式加工中心几何精度检验
国家标准GB/T 18400.2-2010《加工中心检验 条件 第2部分：立式或带主回转轴的万能主 轴头机床几何精度检验（垂直Z轴）》
一、线性运动的直线度
线性运动的直线度包括X轴、Y轴和Z轴的线性运动直线度
数控机床检修：几何精度检验 4 - 垂直度测量设备
1234567891011121314ISO/TR 230-11:2018 Squareness measuring devices 垂直度测量设备Squareness measurement is performed with mechanical artefacts such as square and cylindrical square. This section indicates angle measuring devices with application of other instruments such as optical instruments. Table 10 shows the summary of squareness measuring devices with typical measuring range.垂直度一般通过机械检具来测量，如角尺和圆柱直角规。
本节介绍了其他仪器如光学仪器的角度测量装置。
下表是具有典型测量范围的垂直度测量设备的汇总。
- Laser interferometer with squareness and straightness optics 激光干涉仪与垂直度和直线度测量光学部件- Index table with straightedge 分度台与平尺- Three planes laser scanning device 三平面激光扫描设备Squareness measurementTypical applicable working range (length)10mm 100mm 1m 10mReference squaresReference cubeLaser with squareness opticsOptical square with angle reading deviceIndex table with straightedgeThree planes laser scanning deviceBall bar application1D/2D ball arrayTwo dimensional digital scale Example measuring range ±3/(measuring length in m)Frequency response -Equivalent thermal expansion coefficient-Long-term stability of measurement -Laser interferometer with squareness optics 激光干涉仪与垂直度测量光学部件Name of instrument Laser interferometer with optical accessory 激光干涉仪与光学附件Example size in mm 160 mm × 160 mm × 60 mm, (optical unit)Example MPE or linearity 1 % of full scale Example resolution 0,01 μm/m Example repeatability -Operating environment Workshop environment.Related standards-Reference to ISO 230 seriesISO 230-1:2012, 10.3.2.4Squareness measurements are carried out by making straightness measurements along each of the two nominally orthogonal axes of interest, using a common reference. A common reference is required so that the two sets ofstraightness measurements can be compared and the out of squareness of the two axes calculated.垂直度测量是通过沿着两个感兴趣的标称正交的轴线，使用同一个基准进行直线度测量。
数控机床检修：几何精度检验 GBT 17421-1-1998 直线度测量方法
检验内容、公差测量方法、工具测量原理示意图直线度长度测量法平尺法：在垂直平面内测量平尺应尽可能放在使平尺具有最小重力挠度的两个量块上。
读数表安装在具有三个接触点的支座上并沿导向平尺作直线移动进行测量，三个接触点之一应位于垂直触及平尺的千分表杆的延伸线上。
对平尺的已知误差加以处理。
平尺法：在水平面内测量采用一根水平放置的平尺作为基准面。
读数表在与被检面接触情况下移动，并触及基准面。
放置平尺时，使其在线的两端读数相等，可直接读出该线相对于连接两端点的直线的偏差。
采取翻转法是能把作为基准面的平尺所具有的直线度偏差从测量结果中排除。
钢丝和显微镜法张紧一根直径0.1mm的钢丝，使其尽可能地平行于被检线。
对位于水平面内的MN而言，用一个垂直安装并装有水平测微移动装置的显微镜，即可读出被检线对代表测量基准的张紧钢丝在水平面XY内的偏差。
准直望远镜法当用准直望远镜检验时，所要测量的高度差a 等于望远镜轴线与标靶上显示的标记之间的距离，它可以在十字线上直接读出，或用光学测微计读出。
望远镜的光学轴线构成了测量基准。
准直激光法激光束用作为测量基准。
光束对准沿光束轴线移动的四象限光电二极管传感器。
传感器中心与光束的水平和垂直偏差被测定并传送到记录仪器。
激光干涉法测量基准由双镜反射器确定。
用激光干涉仪和专用光学组件来测定标靶对双镜反射器对称轴线的位置变化。
一条线在一个平面内的直线度在平面内的一条给定长度的线，当其上所以的点均包含在平行于该线的总方向且相对距离与允差相等的两条直线内时，则该线被认为是直线。
在空间内的一条线的直线度在空间内的一条给定长度的线，当其在给定的平行于该线的总方向的两个相互垂直平面上的投影满足平面内的直线度要求时，则认为该空间线为直线。
公差的确定在测量平面内公差 t 由通过两条相隔距离为 t 且平行于代表线 AB 的两条直线来限定。
图中的最大偏差为 MN。
L ≤ L 1, T (L) = T 1L 1 < L < L 2, T (L) = T 1 + (T 2-T 2) * (L-L 1) / (L 2 - L 1)L ≥ L 2, T (L) = T 2角度测量法精密水平仪法精密水平仪沿被检线依次放置，测量基准线为水平线。
数控机床检修：几何精度检验 GBT 17421-1-1998 平面度测量方法
检验内容、公差测量方法、工具测量原理示意图平面度确定平面或者代表面的总方向，是为了获得平面度的最小偏差，通常采用的方法有：- 一个被检平面内适当选择的三点，在靠近边缘部分上存在无关紧要的局部缺陷可以忽略不计。
- 按划分的点用最小二乘法计算的平面。
在被检面上涂上红丹或者用轻油稀释的氧化铬。
将平板放在被检面上进行恰当的往复运动，取下平板并记录被检面每单位面积接触点的分布情况。
在表面的整个范围内接触点的分布均匀，并不少于一个规定值。
这种方法适用于小尺寸较精密的平面（刮过或者磨过的平面）。
用移动平尺所得的一组直线测量首先用一些基准点建立一个理论平面。
在检验面上选择a、b、c三点作为零位标记，将三个等高块放在这三点上。
将平尺放在a、c点上，在检验面的e点放置可调量块，使其与平尺的下表面接触。
再将平尺放在b、e点上即可找到d点的偏差。
用平尺、精密水平仪和千分表测量测量基准由两根借助精密水平仪到达平行放置的平尺提供。
平尺R1、R2应有足够的刚度，使基准平尺的重量产生的挠度忽略不计。
建立一个测量基准，根据测量基准测量出偏差并加以标绘。
标绘是在有规律的方格的不同节点上进行的。
矩形表面的测量基准平面由两条直线OmX和OO'Y确定，此时O、m、O'是被检面上的三个点。
圆形轮廓表面的测量采用沿边缘的圆周和直径进行测量- 在两个垂直直径上- 在连接边缘点的正方形的四边上圆周检验：在一个均衡座A上放置水平仪，并以匀称的间隔绕平板周边移动。
直径检验：按照对一条线的直线度测量的任何一种方法进行。
用平板测量用平板和千分表测量测量装置由平板和千分表组成，千分表装在具有一个基座的支架上，基座在平板上运动。
有两种测量方法：- 被测部件放在平板上：平板尺寸和千分表支架开度足够大使整个表面都能测量。
- 平板与被测面相对放置：用一个尺寸与被测面尺寸相似的平板进行测量。
用平尺测量平面度用精密水平仪测量平面度当测量工具从一个位置移向另一个位置时，这是目前所知的能够保持测量基准方向恒定（水平）的唯一方法。
机床的精度主要包括机床的几何精度
机床的精度主要包括机床的几何精度、机床的定位精度和机床的切削精度。
现根据我在日常工作中所积累的经验，就这些精度的检测项目、检测方法及注意事项进行综合的说明。
1的几何精度编辑数控机床的几何精度反映机床的关键机械零部件（如床身、溜板、立柱、主轴箱等）的几何形状误差及其组装后的几何形状误差，包括工作台面的平面度、各坐标方向上移动的相互垂直度、工作台面X、Y坐标方向上移动的平行度、主轴孔的径向圆跳动、主轴轴向的窜动、主轴箱沿z坐标轴心线方向移动时的主轴线平行度、主轴在z轴坐标方向移动的直线度和主轴回转轴心线对工作台面的垂直度等。
常用检测工具有精密水平尺、精密方箱、千分表或测微表、直角仪、平尺、高精度主轴芯棒及千分表杆磁力座等。
1.1 检测方法：数控机床的几何精度的检测方法与普通机床的类似，检测要求较普通机床的要高。
1.2 检测时的注意事项：（1）检测时，机床的基座应已完全固化。
（2）检测时要尽量减小检测工具与检测方法的误差。
（3）应按照相关的国家标准，先接通机床电源对机床进行预热，并让沿机床各坐标轴往复运动数次，使主轴以中速运行数分钟后再进行。
（4）数控机床几何精度一般比普通机床高。
普通机床用的检具、量具，往往因自身精度低，满足不了检测要求。
且所用检测工具的精度等级要比被测的几何精度高一级。
（5）几何精度必须在机床精调试后一次完成，不得调一项测一项，因为有些几何精度是相互联系与影响的。
（6）对大型数控机床还应实施负荷试验，以检验机床是否达到设计承载能力；在负荷状态下各机构是否正常工作；机床的工作平稳性、准确性、可靠性是否达标。
另外，在负荷试验前后，均应检验机床的几何精度。
有关工作精度的试验应于负荷试验后完成。
数控机床精度检验内容
数控机床精度检验内容数控机床是一种高精度、高效率的自动化加工设备，广泛应用于各种工业制造领域。
而数控机床的精度检验是确保其加工质量和稳定性的重要环节。
本文将围绕数控机床精度检验的内容展开讨论，以帮助读者更好地了解和掌握数控机床的精度检验方法和技术要点。
首先，数控机床的精度检验内容包括几个方面，几何精度、运动精度、定位精度和重复定位精度。
几何精度是指数控机床在工作时各轴线的几何位置精度，包括直线度、平行度、垂直度等。
而运动精度是指数控机床在运动时的加工精度，包括加工表面的光洁度、尺寸精度等。
定位精度是指数控机床在定位时的位置精度，包括定位误差、回零精度等。
重复定位精度是指数控机床在多次定位时的重复性精度，即同一位置的重复性定位误差。
其次，数控机床的精度检验方法主要包括几种，测量仪器法、几何误差补偿法、动态误差补偿法和工件检验法。
测量仪器法是通过使用各种测量仪器对数控机床进行几何精度、运动精度、定位精度和重复定位精度的检测。
几何误差补偿法是通过对数控机床的几何误差进行补偿，以提高其加工精度。
动态误差补偿法是通过对数控机床的动态误差进行补偿，以提高其运动精度。
工件检验法是通过对数控机床加工出的工件进行检验，以验证其加工精度和稳定性。
此外，数控机床精度检验的技术要点包括几个方面，一是要选择合适的测量仪器和测量方法，以确保检验结果的准确性和可靠性。
二是要及时对数控机床的几何误差和动态误差进行补偿，以提高其加工精度和运动精度。
三是要定期对数控机床进行精度检验和校准，以确保其加工质量和稳定性。
四是要严格控制数控机床的使用环境和工艺参数，以减小外部因素对其精度的影响。
综上所述，数控机床的精度检验内容涉及几何精度、运动精度、定位精度和重复定位精度，其检验方法包括测量仪器法、几何误差补偿法、动态误差补偿法和工件检验法，而技术要点包括选择合适的测量仪器和测量方法、及时进行误差补偿、定期检验和校准、严格控制使用环境和工艺参数。
数控机床精度检验
广州数控职业技能培训中心
§1 数控机床精度检验的必要性
数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来 保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。另一 方面，数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常 发挥将直接影响到机床的正常使用。因此，数控机床 精度检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的 技术指标恢复是很重要的。
9、主轴旋转轴线对工作台(或立柱,或滑枕)横向移 动 的平行度 10、工作台中央或基准T形槽的直线度 11、主轴旋转轴线对工作台中央或基准T形槽的垂直 度(仅适用于卧式床身铣床) 12、中央或基准T形槽对工作台纵向移动的平行度 13、工作台（或立柱，或滑枕）横向移动对工作台纵 向移动的垂直度 14、直线运动坐标的定位精度 15、直线运动坐标的重复定位精度 16、直线运动坐标的平均反向值 （二）工件试切的精度：要求加工一个工件有圆、正 方形、六边形、球面。
• 1、参照GB/T17421.1,尤其是精度检验前的安装、 主轴及其部件的空运转升温和检验方法 • 2、参照GB/T17421.1--1998中3.1的规定，调整 机床安装水平。
机床水平调整安装要求：
• （1） 十字工作台型铣床调整安装水平时，将工 作台、滑座和主轴箱等移动部件分别置于行程的 中间位置，在工作台中央位置放置水平仪，水平 仪在纵向和横向的读数均不得超过 0.030/1000mm 。 • (2) 立柱移动型和滑枕移动型铣床调整安装水平 时，在床身导轨上放置圆检验棒（对V形导轨） 或板桥（对平导轨），圆检验棒和板桥上垂直于 床身导轨放一平尺。在圆检验棒、板桥和平尺上 各放一个水平仪：水平仪a和导轨平行，水平仪和 导轨垂直。调整导轨水平，水平仪a和b的读数均 不得超过0.03/1000。
数控机床的定位精度
数控机床几何精度检测项目一任务三
续
表1-50 简式数控卧式车床几何精度检测摘自 GB/T 25659.1-2010 ）
续
表1-50 简式数控卧式车床几何精度检测摘自 GB/T 25659.1-2010 ）
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表1-50 简式数控卧式车床几何精度检测摘自 GB/T 25659.1-2010 ）
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表1-50 简式数控卧式车床几何精度检测摘自 GB/T 25659.1-2010 ）
表1-51 数控车床和车削中心检验条件 （摘自 GB/T 16462.1-2007） (单位：mm) 续
表1-51 数控车床和车削中心检验条件 （摘自 GB/T 16462.1-2007） (单位：mm) 续
表1-51 数控车床和车削中心检验条件 （摘自 GB/T 16462.1-2007） (单位：mm) 续
精密级 a) 和 b) 在任意300测量长度上为0.010
检验工具 指示器、可调量块和平尺
检验方法（参照GB/T 17421.1-1998的有关条文：.2.1.1）
调整平尺，使其在测量长度两端的读数相等。 将指示器固定在主轴箱上，沿Y轴线方向移动横向滑座进行检验。 a)、b)误差分别计算,误差以指示器读数的最大差值计。
检验项目
G1
工作台移动（X轴线）的直线度: a)在XZ平面内； b)在XY平面内。
简图
a)
b)
允差
普通级 a) 和 b) 在任意300测量长度上为0.016
检验工具
指示器、可调量块和平尺 检验方法 (参照GB/T 17421.1-1998的有关条文：.2.1.1)
调整平尺，使其在测量长度两端的读数相等。 指示器固定在主轴箱上，沿X轴线方向移动工作台进行检验。 a)、b)误差分别计算，误差以指示器读数的最大差值计。
数控机床几何精度检测工具及使用方法
数控机床几何精度检验具有重要的实际 意义，不仅需要精密水平仪、平尺、角尺 、检验棒、指示表（如千分表、百分表、 杠杆表）和激光干涉仪等，还需要一些调 整工具。为完成数控机床调平和几何精度 检验，现介绍常用的工具、量具和检具。
一、常用工具
常用工具有扳手类、螺钉旋具、钳子、 锤子、铜棒、铝棒、千斤顶、油壶、油枪、 撬棍等，其中扳手包括活扳手、呆扳手、梅 花扳手、内六角扳手、扭力扳手、成套手动 套筒扳手和钩型扳手等，常用的螺钉旋具有 一字槽螺钉旋具和十字槽螺钉旋具，其实物 和功能见表1-1。
图1-4 自准直仪原理
图1-5 十字标线
自准直仪的光学系统是由光源发出的光经分划板、半透反射镜和物镜后射 到反射镜上。如反射镜倾斜，则反射回来的十字标线像偏离分划板上的零 位，如图1-5所示。
（2）使用方法 以自准直仪与多面棱镜联合使用检验数控转台分度误差为例， 说明其使用方法，见图1-6。
检验数控转台分度误差时，先清洁数控转台和多面棱镜座相关部位，安装多面棱镜座 并对其打表找正，使其与转台同轴（0.005mm内），将多面棱镜安装在镜座上，并对 其进行紧固，然后安装自准直仪支架，将自准直仪置于支架上，并且将自准直仪电源 线接好，调整水平和角度，完成对光。转动数控转台，通过目镜转动手轮，使其指示 的黑线在亮十字像中间，依次记录数据，用公式计算出数控转台分度误差。
图1-6 自准直仪检验数控转台分度误差
5.水平仪
（1）工作原理 水平仪原理是利用气泡在玻璃管内，气泡保持在最高位 置，如图1-7所示，表明该平面左端高于右端。
图1-7 精密水平仪气泡
1）水平仪刻度示值。实训室的水平仪灵敏度是0.02mm/m，此刻度示值 是以1米为基长的倾斜值为0.02mm/1000mm，如图1-8所示。
数控机床精度检验
数控机床精度检测一、精度检验内容主要包括数控机床的几何精度、定位精度和切削精度。
1、数控机床几何精度的检测机床的几何精度是指机床某些基础零件本身的几何形状精度、相互位置的几何精度及其相对运动的几何精度。
机床的几何精度是综合反映该设备的关键机械零部件和组装后几何形状误差。
数控机床的基本性能检验与普通机床的检验方法差不多，使用的检测工具和方法也相似，每一项要独立检验，但要求更高。
所使用的检测工具精度必须比所检测的精度高一级。
其检测项目主要有：①X、Y、Z轴的相互垂直度。
②主轴回转轴线对工作台面的平行度。
③主轴在Z轴方向移动的直线度④主轴轴向及径向跳动。
2、机床的定位精度检验数控机床的定位精度是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。
根据实测的定位精度数值判断机床是否合格。
其内容有：①各进给轴直线运动精度。
②直线运动重复定位精度。
③直线运动轴机械回零点的返回精度。
④刀架回转精度。
3、机床的切削精度检验机床的切削精检验，又称为动态精度检验，其实质是对机床的几何精度和定位精度在切削时的综合检验。
其内容可分为单项切削精度检验和综合试件检验①单项切削精度检验包括：直线切削精度、平面切削精度、圆弧的圆度、圆柱度、尾座套筒轴线对溜板移动的平行度、螺纹检测等②综合试件检验：根据单项切削精度检验的内容，设计一个具有包括大部分单项切削内容的工件进行试切加工，来确定机床的切削精度。
附数控车床基本检验项目表：数控车床基本检验项目注：P1、P3试切件为钢材P2试件为铸铁１．床身导轨的直线度和平行度（1）纵向导轨调平后，床身导轨在垂直平面内的直线度检验工具：精密水平仪检验方法：如0001所示，水平仪沿Z 轴向放在溜板上，沿导轨全长等距离地在各位置上检验，记录水平仪的读数，算出床身导轨在垂直平面内的直线度误差。
图0001（2）横向导轨调平后，床身导轨的平行度检验工具：精密水平仪检验方法：如0002 所示，水平仪沿X 轴向放在溜板上，在导轨上移动溜板，记录水平仪读数，其读数最大值即为床身导轨的平行度误差。
数控机床检修：几何精度检验 GBT 17421-1-1998 方法与工具索引
平行度两个面的平行度
两轴线的平行度
轴线对平面的平行度 轴线对两抛磨交线的平行度 两平面交线对第三平面的平行度 各由两平面交线形成的两直线间的平行度 运动的平行度
轨迹和平面的平行度
轨迹对轴线的平行度 轨迹对两平面交线的平行度 两轨迹间的平行度
平尺和千分表法 精密水平仪发 在通过两轴线的平面内 在垂直于第一个平面的第二个平面内
检验内容 直线度
一条线在一个平面或空间内的直线度
长度测量法
角度测量法 部件的直线度
工作台的基准槽或基准面 导轨 直线运动
线性偏差的测量方法
角度偏差的测量方法
测量方法
平尺法：在垂直平面内测量 平尺法：在水平面内测量 钢丝和显微镜法 准直望远镜法 准直激光法 激光干涉法 精密水平仪法 自准直仪法 激光干涉仪法
试件测量法
数控圆形运动的测量
圆柱度
加工直径的一致性
直接测量 间接测量
具有回转测头或回转工作台的圆度测量仪 坐标测量机 轮廓投影法 V形块法 用回转的一维测头 用母圆盘和二维测头 用球杆仪 坐标测量机 用具有回转测头或或转工作台的圆度测量仪 V形块法 测微计或类似两点测量工具 高度规
V型面 圆柱面 单个垂直面 倾斜布局的床身
平尺和千分表法 钢丝和显微镜法 准直望远镜法 激光法 角度测量法 精密水平仪发 自准直仪法 激光法
平面度
用平板和千分表测量 用平尺测量平面度 用精密水平仪测量平面度
用光学方法测量平面度
用坐标测量机测量
用移动平尺所得的一组直线测量 用平尺、精密水平仪和千分表测量 矩形表面的测量 圆形轮廓表面的测量 用自准直仪测量 用光学扫描仪测量 用准直激光测量 用激光测量系统测量
平面在运动部件上 平面不在运动部件上
数控机床精度要求、检测方法和验收
数控机床精度要求、检测方法和验收一、几何精度工作台运动的真直度、各轴向间的垂直度、工作台与各运动方向的平行度、主轴锥孔面的偏摆、主轴中心与工作台面的垂直度等。
机床主体的几何精度验收工作通过单项静态精度检测工作来进行，其几何精度综合反映机床各关键零、部件及其组装后的综合几何形状误差。
在机床几何精度验收工作中，应注意以下几个问题。
①检测前，应按有关标准的规定，要求机床接通电源后，在预热状态下，使机床各坐标轴往复运动几次，主轴则按中等转速运转10～15min后，再进行具体检测。
②检测用量具、量仪的精度必须比所测机床主体的几何精度高1～2个等级，否则将影响到测量结果的可信度。
③检测过程中，应注意检测工具和检测方法可能对测量误差造成的影响，如百分表架的刚性、测微仪的重力及测量几何误差的方向（公差带的宽度或直径）等。
④机床几何精度中有较多项相互牵连，须在精调后一次性完成检测工作。
不允许调整一项检测一项，如果出现某一单项须经重新调整才合格的情况，一般要求应重新进行其整个几何精度的验收工作。
二、位置精度数控设备的位置精度是指机床各坐标轴在数控系统控制下运动时，各轴所能达到的位置精度（运动精度）。
数控设备的位置精度主要取决于数控系统和机械传动误差的大小。
数控设备各运动部件的位移是在数控系统的控制下并通过机械传动而完成的，各运动部件位移后能够达到的精度将直接反映出被加工零件所能达到的精度。
所以，位置精度检测是一项很重要的验收工作。
1．数控机床的位置精度主要包括以下几项：（1）定位精度；定位精度是指机床运行时，到达某一个位置的准确程度。
该项精度应该是一个系统性的误差，可以通过各种方法进行调整。
（2）重复定位精度；重复定位精度是指机床在运行时，反复到达某一个位置的准确程度。
该项精度对于数控机床则是一项偶然性误差，不能够通过调整参数来进行调整。
（3）反向误差反向误差是指机床在运行时，各轴在反向时产生的运行误差（4）原点复位精度2．检测方法（1）定位精度的检测对该项精度的检测一般在机床和工作台空载的条件下进行，并按有关国家（或国际）标准的规定，以激光测量为准。
一、数控机床的精度检验
一、数控机床的精度检验一、数控机床的精度检验一、数控机床的精度检验数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。
另一方面，数控机床各项性能和性能检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。
1. 几何精度检验几何精度检验，又称静态精度检验，是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。
数控机床精度的检验工具和检验方法类似于普通机床，但检测要求更高。
几何精度检测必须在地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。
考虑到地基可能随时间而变化，一般要求机床使用半年后，再复校一次几何精度。
在几何精度检测时，应注意测量方法及测量工具应用不当所引起的误差。
在检测时，应按国家标准规定，即机床接通电源后，在预热状态下，机床各坐标轴往复运动几次，主轴按中等转速运转十多分钟后进行。
常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪及高精度主轴心棒等。
检测工具的精度必须比所设的几何精度高一个等级。
以卧式加工中心为例，要对下列几何精度进行检验：1）X、Y、Z坐标轴的相互垂直度；2）工作台面的平行度；3）X、Z轴移动时工作台面的平行度；4）主轴回转轴线对工作台面的平行度；5）主轴在Z轴方向移动的直线度；6）X轴移动时工作台边界与定位基准的平行度；7）主轴轴向及孔径跳动；8）回转工作台精度。
2. 定位精度的检验数控机床的定位精度是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下，运动所能达到的精度。
因此，根据实测的定位精度数值，可以判断出机床自动加工过程中能达到的最好的工件加工精度。
（1）定位精度检测的主要内容机床定位精度主要检测内容如下：1）直线运动定位精度（包括X、Y、Z、U、V、W轴）；2）直线运动重复定位精度；3） 直线运动轴机械原点的返回精度；4） 直线运动失动量的测定；5） 直线运动定位精度（转台A 、B 、C 轴）；6） 回转运动重复定位精度；7） 回转轴原点的返回精度；8） 回转运动矢动量的测定。
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例如：检验一台导轨长度Dc=750mm卧式车床，溜板每 移动250mm测量一次，水平仪刻度值依次为：0、+1、 +2、+3.8，水平仪刻度值为0.02/1000。
δ平＝3.8× 0.02/1000＝0.076/1000
∵0.076/1000＞0.04/1000 ∴导轨横向的平行度不合格。
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水平仪是机床制造、安装和修理中最基本的一种检 验工具。一般框式水平仪的外形尺寸是200×200mm，精 度为0.02/1000。水平仪的刻度值是气泡运动一格时的倾 斜度，以每米多少毫米为单位，刻度值也叫做读数精度 或灵敏度。
若将水平仪安置在1米长的平尺表面上，在右端垫 0.02毫米的高度，此时气泡的运动距离正好为一个刻度。 如图1所示。
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例如：检验一台最长工件长度Dc=750mm卧式车床，溜板每 移动250mm测量一次，水平仪刻度值为0.02/1000；溜板在各 个测量位置时水平仪的读数依次为：+1.8、+1.4、-0.8、-1.6 格
根据读数画曲线图如下：
由上图可以得出，导轨全长的直线度误差δ全为： 公式：δ全=最大变化格数×水平仪规格×测量时每次移动距离
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4.2 溜板移动在水平面内的直线度 4.2.1 检验要求
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4.2.2 检验工具
1.千分表 2.磁力表座 3.检验棒1
4.2.3 测量方法：
在主轴锥孔及尾座锥孔中分别插入顶尖，检验棒 装入顶尖中，把磁力表座固定在刀架上，使千分表测 头接触检验棒表面，如图所示，移动溜板检验，千分 表的最大差值。
以CAK40100为例，介绍数车的几何精度检测方法。
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4.1 导轨在垂直平面内的直线度、导轨的平行度 4.1.1 检验要求
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4.1.2 检验工具
1.精密水平仪 2.水平仪使用方法：
水平仪是用于检查各种机床及其它机械设备导轨的
不直度、机件相对位置的平行度以及设备安装的水平位 置和垂直位置的仪器。
δ全=2.8×0.02/1000×250
=0.014mm
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由上图可以得出，导轨局部的直线度误差δ局为： 公式：δ局=变化格数×水平仪规格×测量时每次移动距离
δ局=（1.6-0）×0.02/1000×250
=0.008mm
∵0.014<0.02(直线度全程允许公差)
0.008>0.0075(局部公差)因为在导轨两端
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4.1.3导轨在垂直面内的直线度测量方法
将水平仪纵向放在溜板上靠近前导轨上，从刀架处于 主轴箱一端的极限位置开始从左等距离向右，依次记录溜 板在每一位置时水平仪的读数，作导轨曲线图。
导轨全长的直线度误差δ全为： δ全=最大变化格数×水平仪规格×测量时每次移动距离
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测量导轨时，水平仪的移动方向习惯上是从左向右移 动，机床导轨的凸凹是由气泡的运动方向来确定。如图2 所示。
如果导轨是凸的，水平仪向右移动，水平仪的气泡向 相反方向运动，如图2—（1）所示。
如果导轨是凹的，水平仪向右移动，水平仪的气泡向 相同方向运动，如图2—（2）所示。
∴这台车床的导轨在垂直平面内的（横向）的平行度测量方法
将水平仪固定放置在溜板的横向位置，纵向等距离移动 溜板，从左等距离到右。记录溜板在每一位置的水平仪的读 数。
导轨的平行度误差： δ平＝水平仪在全部测量长度上读数的最大代数值×水平 仪规格
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例如：车端面时的平面度和垂直度,主要决定于中拖 板移动对主轴轴线的垂直度; 车削圆柱面时，圆柱度主要 决定于工件回转轴线的稳定性，车刀刀尖移动轨迹的直线 度以及与工件回转轴线的平行度，就是说主要决定于车床 主轴与刀架的运动，包括主轴与刀架移动的平行度。
因此，掌握和研究车床精度的检验项目和检验方法， 探讨机床误差对加工质量的影响是极其重要的。
误差为千分表读数的最大差值。
4.3.4对加工质量的影响
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注意： （1）为什么只许导轨中间凸起？
因为：导轨中间部分使用机会较多，比较容易磨损。 （2）床身导轨在垂直平面内的直线度对加工质量的影 响如何？
车床车内外圆时，刀具纵向移动过程中高低位置发 生变化，影响工件素线的直线度，但影响较小。 （3）床身导轨的平行度对加工质量的影响。
车内外圆时，刀具纵向移动过程，前后摆动，影响 工件素线的直线度，影响较大。
4.2.4 对加工质量的影响
车内外圆时，刀具纵向移动过程中前后位置发生变 化，影响工件素线的直线度，影响较大。
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4.3 尾座移动对溜板移动的平行度 4.3.1 检验要求
4.3.2 检验工具
1.千分表 2.磁力表座
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4.3.3 测量方法：
把磁力表座固定在刀架上，使千分表测头接触尾座套 筒表面，如图所示。尾座尽可能地靠近溜板，使其一起移 动，得出读数。为了使固定在回转刀架上的指示器测头总 是触及在 同一点上尾座套筒应保持锁紧状态。进行检测时， 尾座应按正常工作状态锁紧。沿着行程在每隔300处记录读 数。
4、几何精度检验
数控车床的几何精度是指机床各部件工作表面的几 何形状及相互位置接近正确几何基准的程度。
数控车床的几何精度综合反映车床的关键机械零部 件及其组装后的几何形状误差。它决定运动件在低速空 转时的运动精度；决定加工精度的零件、部件之间及其 运动轨迹之间的相对位置精度。
数控车床在机械加工领域中是极为普遍的机械设备 之一，车削加工时，车床、刀具、切削用量和工艺等因 素直接影响加工精度，而在正常加工条件下进行各项的 切削加工，车床本身的几何精度是其中最重要的因素。
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例如：检验一台导轨长度Dc=750mm卧式车床，溜板每 移动250mm测量一次，水平仪刻度值依次为：0、+1、 +2、+3.8，水平仪刻度值为0.02/1000。
δ平＝3.8× 0.02/1000＝0.076/1000
∵0.076/1000＞0.04/1000 ∴导轨横向的平行度不合格。
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