数控机床几何误差的检测
数控机床的精度检测与调整方法
数控机床的精度检测与调整方法数控机床是现代制造业中不可或缺的一种设备，它的精度对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。
本文将介绍数控机床的精度检测与调整方法，帮助读者更好地了解和应用这些技术。
一、精度检测方法1. 几何误差检测几何误差是数控机床精度的重要指标，包括直线度、平行度、垂直度、圆度等。
常用的几何误差检测方法有激光干涉仪、三坐标测量仪等。
通过这些设备，可以精确测量机床各个轴向的几何误差，并得出相应的数据。
2. 理论切削路径与实际切削路径对比在数控机床的加工过程中，理论切削路径与实际切削路径之间可能存在偏差。
通过对比理论切削路径与实际切削路径，可以判断数控机床的精度是否达标。
常用的方法是使用光学测量仪器，对切削路径进行高精度的测量和分析。
二、精度调整方法1. 机床结构调整数控机床的结构调整是提高其精度的重要手段。
首先，需要检查机床各个部件的紧固情况，确保机床的刚性和稳定性。
其次，根据几何误差的检测结果，对机床的导轨、滑块等部件进行调整，以减小误差。
2. 控制系统调整数控机床的控制系统对于其加工精度起着至关重要的作用。
通过调整控制系统的参数，可以改善机床的运动精度和定位精度。
常用的调整方法包括增加控制系统的采样频率、优化控制算法等。
3. 刀具与工件的匹配调整刀具与工件的匹配对于加工精度有很大影响。
在数控机床的加工过程中，需要根据工件的要求选择合适的刀具，并对刀具进行调整和校准。
同时，还需要对工件进行检测，确保其尺寸和形状与设计要求一致。
三、精度检测与调整的重要性数控机床的精度检测与调整是保证产品质量和性能的关键环节。
只有通过科学的检测方法，准确地了解机床的精度情况，才能及时采取相应的调整措施，提高机床的加工精度。
这对于提高生产效率、降低成本、提升产品竞争力具有重要意义。
四、未来发展趋势随着制造业的不断发展，数控机床的精度要求也越来越高。
未来，数控机床的精度检测与调整方法将更加精细化和智能化。
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。
数控机床空间几何误差识别与检测
关键词 ：空间几何误 差； 误差识别； 四线法
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ； ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｄ ｉ ａ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
杨 拴 强 ＹＡＮＧ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ — ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ； 沈振辉 Ｓ ＨＥＮ Ｚ ｈ ｅ ｎ — ｈ ｕ ｉ
（ 福 建 江夏 学 院工 业 技 术 研 究 所 （ 福 建 江 夏 学 院 工程 学院 ） ， 福州 ３ ５ ０ １ ０ ８）
（ Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｉ ｒ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ） ， Ｆ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ ５ ０ １ ０ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｔ ａ ｋ ｅ ｎ ， Ｓ Ｏ ａ ｓ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｓ ｕ ｂ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｔ ｏ ｏ ｌ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ６ ５ ９
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ ｌ （ ２ ０ １ ３ ） ３ １ — ０ ０ ３ ４ — ０ ３
五轴数控机床回转中心的几何误差检测与补偿
４ 测量原 理
００ ６ — ．１ ．１ ００ ５
Ｏ０ ３ 一 ．０ ．ｏ Ｏｏ ３
以只考 虑直线轴联动 回转 中心与 ｃ轴 回转 中心在 ０ｍ １ ０ ３０ ６ｏ Ｏ Ｏ ３ ０ ６。 ｙ方向上误差 为例。如 图 ２ 所示 ， 数控机床 、 、 ｙ Ｃ轴 ８ 结 语 在 Ｘ Ｙ平面内 ， ／ 做大圆联动 ， 通过千分表的变化来进行误 转摆台式五轴数控机床 中心不重合几何误差 ，需要 差分析。 图 ３ 如 所示 ， ｙ插 补 轨迹 与理 想 轨迹 之 间的误 建立误差综合模型 ， 、 进行多次检测与补偿 ， 才可达 到理想 差是 由于直线轴联动 回转 中心 Ｄ 与 ｃ轴 回转中心 ０在 的几何精度 ， ： 以提高机床加工精度 。
解决方案
工艺 ， 工装 ， 骥真 ， 诠断 ， 姬焉 ， 维俺 ， 改造 墨臣墨圆
数控机床进行实例研究 ， 验证此方法有效 。
２ 转摆 台式 五轴 数 控机 床 结构 建模 如图 １ 所示 为 转摆 台
５ 误 差 补 偿 参 数 算
法 描述
以只 考 虑 直 线 轴
式 五轴 数控 机 床结 构 示 联动回转中心 ０ 与 Ｃ 意图。 直线轴 、 、 ｌ Ｚ联动 轴 回转 中心 ０在 、 ， ｙ
最小 ， 成为了提高五轴机床联动精度的必要手段。
３ 几 何误 差 检测 方 法设 计
ａｋ ｃｓ ＝・ Ｏ ｏ
（） ２
６ ＨＥ Ｄ Ｎ Ａ Ｎ Ｉ ＮＣ ３ 数 控 系统 结构 参数 修正 ＩＥ Ｈ Ｉ Ｔ ５０
（） １检测球头检棒长度补偿值 ， 半径补偿值 ；
（ ） 量 Ａ 轴 回转 中心 与 Ｃ轴 回转 中心 在 ｙ方 向上 ２测
回 转 中 心 矢 量 位 置 由加 工 中 心 数 控 系 统 按 照 加
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
6
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
数控机床的精度与重复定位精度检测方法
数控机床的精度与重复定位精度检测方法数控机床是现代制造业中不可或缺的设备之一，它的精度和重复定位精度对产品的质量和生产效率有着重要的影响。
本文将探讨数控机床的精度以及重复定位精度的检测方法。
一、数控机床的精度数控机床的精度是指其加工零件的尺寸和形状与设计要求的偏差程度。
数控机床的精度受到多种因素的影响，包括机床本身的结构和性能、刀具的质量、工件的材料等。
为了确保数控机床的精度，需要进行精度检测。
二、数控机床精度检测方法1. 几何误差检测几何误差是指数控机床在加工过程中由于机械结构和运动控制系统等方面的因素引起的误差。
常见的几何误差包括直线度误差、平行度误差、垂直度误差等。
几何误差可以通过使用激光干涉仪、三坐标测量仪等设备进行检测。
2. 重复定位精度检测重复定位精度是指数控机床在多次运动后，回到同一位置的精度。
重复定位精度的检测可以通过在机床上固定一个测量工具，然后多次运动并记录每次运动后测量工具的位置，最后计算其偏差值来进行。
3. 理论精度与实际精度对比理论精度是指数控机床在设计和制造过程中所规定的精度要求，而实际精度是指机床在使用过程中的实际精度水平。
通过对理论精度与实际精度进行对比，可以评估机床的性能和加工质量。
4. 环境因素对精度的影响环境因素如温度、湿度等也会对数控机床的精度产生影响。
因此，在进行精度检测时，需要对环境因素进行控制，并进行相应的修正。
5. 精度检测的标准与要求精度检测需要根据不同的机床类型和加工要求制定相应的标准和要求。
这些标准和要求可以包括尺寸偏差、形状偏差、位置偏差等内容，以确保机床的加工质量和性能。
总结：数控机床的精度和重复定位精度对于产品的质量和生产效率至关重要。
通过几何误差检测、重复定位精度检测、理论精度与实际精度对比以及环境因素的控制，可以评估和提高数控机床的精度。
精度检测的标准和要求也是确保机床性能和加工质量的重要保证。
在实际生产中，我们应该重视数控机床的精度检测，以提高产品质量和生产效率。
数控机床几何误差高效测量技术研究
有 增 量 点 数 为 ３ 各 轴 ｎ．
机械制造 ４ ９卷 第 ５８ ６ 期
２ １／２ ０１ １
的 增 量 分 别 为 其 中 ：
、 、 。 Ｄ
由 式 （ ～（ ） 以 得 到 ： ６） ９ 可
ｅ ） （ 旷 （ Ｎ］ ＝［ ） ）Ｐ Ｐ
分 步 体 对 角 线 测 量 法 也 称 矢 量 测 量 法 ． 所 测 得 的 位 移 误 差 是 平 行 于 运 动 轴 线 方 向 的 误 差 和 垂 直 于 运 动
１ 几 何 误 差 的数 学 描 述
数 控 机 床 各 移 动 轴 在 运 动 过 程 中 的 几 何 误 差 可 以 用 ６个 自 由 度 描 述 ．如 轴 运 动 时 就 存 在 ： 向 的 定
如 图 ３所 示 ． 行 分 步 体 对 角 线 测 量 ［ ． 须 首 先 进 ３ 必 ］
定 义 对 角 线
起 始 点 （ ， ｌ， ） 及 终 ，五
点 （ …Ｙ ，
） 假设 每 。 轴 的 测 量 点
数 为 ． 所 则
国家重 点基础研 究发展计划 （ 编号 ： ０ ０ Ｂ ３ ０ ３ ２ １Ｃ ７ ６ ０ ）
摘
要 ： 何 误 差 是 数控 机床 综合 误 差 的 重要 组 成 部 分 ， 几 也是 目前 机 床 精 度 检 测 的主 要 方 面。传 统 的 方 法对 机 床 几
何误 差 的 完 整检 测 非 常 复 杂和 耗 时 ， 于 此 ， 际标 准 组 织 推 荐 一 种 沿 体 对 角线 进 行 测 量 的 方 法 。 基 于 体 对 角线 位 移 检 鉴 国 测 法 ， 究数 控 机 床 几 何 误 差 的 高效 测 量技 术 ， 以 ３轴 机 床 为 例 ， 究体 对 角线 法 的 实 际工 程 应 用 。 探 并 研
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。
基于激光干涉仪的数控机床几何误差检测与辨识
经 Ａ ４片 之后 变为振 动 厅向垂直 的线 偏 振光 ：分 光 器 Ｉ
３ 一部 分 光 束反 射 ， 检 偏 器 ４形 成 厂、 拍 频 信号 ， 将 经 。 南 接 收 器 ５接 收 为参 考 信 号 ；另 一 部分 光 束 通 过 分 光器 ３ 进 入偏 振 分光 器 ６ ，其 中平 行 于分 光 面 的 频率 为 的线
向 、 在 ｙ、 ｓ（ ） ｚ方 向也 产生 位 移误 差 根据 六项 几何 误 差的基 本特 征 ， 以得 出 以下关 系表 达式 ： 可
１ （ ＝ ） ）Ｉ ｚ ６ ） ｘ 一 ６ （ ｙ ｓ（ ｌ ＋ ）
６（ ） Ｘ 图 １ 激 光 干 涉 测 量原 理图
偏振 光 完全 通过 分 光器 ６到达 可动 反射 镜 ８ ＝偏振 分光 器 ６的 分 光 面 会 合 ，
向直 线 度 误 差 （ ） ｙ 向直 线 度 误 差 ６（ ）滚 动 误 差 ：、 ｚ 、
ｓ（ ） 偏转误 差 ｓ（ 和俯 仰误 差 ｓ（ ） ：ｚ 、 ） 。 ；
防法 和误 差 补 偿法 误差 预 防法 是 通 过设 计 和制 造 途径 消除 或减 少 可 能 的误 差源 ， 陔方 法具 有很 大 的局 限 性 ， 即
使 可 能 ， 济上 的 代价 也非 常 昂 贵 ： 差 补偿 法 是针 对 存 经 误
在 的原 始误 差在 相 应 的 负方 向 Ｌ 用 计算 机 制造 一 种新 利
埘 于三 轴 空 间 坐标 系统 ， 如果 物体 沿 某 一坐 标运 动 ，
其运 动就 有 ６个 自由度 ， 图 ２所 示 。 因此 ， 如 也就 有 ６个
几 何误 差 分 量 ，分 别是 ３ 坐标 轴 的 直线 度误 差 和 ３个 个
坐标 轴 的转 动误 差 ：
数控机床几何与热误差研究方法综述
数控机床几何与热误差研究方法综述一、数控机床几何误差研究方法几何误差主要来源于数控机床的制造、装配、使用等环节。
在制造阶段，误差可能源于零件尺寸、形位公差、表面粗糙度等方面的偏差；在装配阶段，误差可能源于零部件之间的配合误差、安装误差等；在使用阶段，误差可能源于操作人员的技能水平、机床的维护保养等因素。
研究几何误差的来源对于提高数控机床加工精度具有重要意义。
为了准确地测量数控机床的几何误差，需要采用相应的误差检测方法。
常用的误差检测方法包括直接测量法、间接测量法和综合测量法。
直接测量法是指通过直接接触被测物体进行测量的方法，如卡尺、游标卡尺等；间接测量法是指通过测量与被测物体相关的其他物理量来推算几何误差的方法，如利用干涉仪、光栅尺等进行非接触式测量；综合测量法是指结合多种测量方法对几何误差进行综合分析的方法。
针对不同类型的几何误差，可以采取相应的误差控制方法来减小其对数控机床加工精度的影响。
对于轴向间隙误差，可以通过调整主轴箱体与轴承之间的间隙、更换高精度轴承等方式进行控制；对于圆度误差，可以通过改进刀具形状、提高切削参数等方式进行控制；对于平面度误差，可以通过优化加工工艺、提高工件表面质量等方式进行控制。
还可以采用补偿技术、自适应控制技术等方法对几何误差进行实时修正和调整。
数控机床几何误差的研究方法涉及多个学科领域，需要综合运用理论分析、实验研究和实际应用等多种手段。
通过对几何误差的研究和控制，可以有效提高数控机床的加工精度和稳定性，为现代制造业的发展提供有力支持。
1. 传统误差分析方法在数控机床几何与热误差研究中，传统误差分析方法主要包括有限元法、边界元法和接触单元法等。
这些方法主要通过对机床结构、刀具和工件的几何形状进行离散化处理，建立数学模型，然后通过求解线性方程组或非线性方程组来计算误差。
有限元法是一种将连续体分割为有限个单元，通过求解各单元上的微分方程组成的积分方程来描述整个系统的运动和变形过程的方法。
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。
机床数控系统的校准与调试技术
机床数控系统的校准与调试技术机床数控系统在现代工业生产中起着至关重要的作用，它能够实现自动化、精确控制和高效生产。
然而，为了保证机床数控系统的正常运行和达到预期的精度要求，校准与调试工作显得尤为重要。
本文将介绍机床数控系统的校准和调试技术，以帮助工程师更好地进行相关工作。
一、机床数控系统的校准技术1. 几何误差校准机床数控系统的几何误差主要包括直线插补误差、圆弧插补误差和坐标系误差。
几何误差校准的目的是通过调整机床各个轴线的运动参数，使得实际运动轨迹与理论轨迹尽量一致。
首先，需要进行轴线直线度校准。
通过测量轴线的直线度误差，并调整相应的参考点，可以使得轴线的运动更加精确。
其次，圆弧插补误差校准是为了保证机床的圆弧插补运动能够实现高精度的运动轨迹。
最后，坐标系误差校准是为了消除坐标系变换带来的误差，需要通过仔细测量和调整机床的坐标系。
2. 系统刚度的校准机床数控系统的刚度是指在加工中所受外力作用下，机床各个轴线的变形程度。
刚度的大小直接影响着加工精度和工件质量。
因此，刚度校准是非常重要的一个环节。
在刚度校准过程中，一般会通过力传感器等设备来测量机床各个轴线的变形情况。
然后，根据测得的数据进行分析，找出影响刚度的关键因素，并进行调整和优化。
校准后的机床能够更好地抵抗外力的影响，从而提高加工精度和稳定性。
3. 系统精度补偿机床数控系统的精度补偿是通过软件或硬件方式来纠正机床在加工过程中产生的误差。
根据加工要求和测量结果，可以将误差信息输入到数控系统中，系统将自动进行误差补偿，从而提高加工精度。
精度补偿主要包括长度补偿、半径补偿和磨损补偿。
长度补偿是根据测量结果对轴向误差进行修正，以提高工件的几何尺寸精度。
半径补偿是对圆弧插补误差进行修正，保证加工出的圆弧轨迹准确无误。
磨损补偿是通过监测关键部件的磨损程度，及时进行调整和更换，以保证系统的可靠性和稳定性。
二、机床数控系统的调试技术1. 系统参数的调试机床数控系统的参数调试是指对系统的各项参数进行合理设置和调整，以保证系统能够稳定工作和达到预期的性能要求。
机床几何精度检测方法
机床几何精度检测方法1.反光镜法反光镜法是一种直观、简单、易于操作的机床几何误差检测方法。
反光镜法的原理是通过光线的反射和折射来观察被测几何体的形状和位置，从而判断机床的误差。
其具体操作为，将两个相机安装在测试工件和标准工件上，使两个相机的视场交叠。
然后将标准工件和测试工件放置在机床上，通过视场交叠来观察机床工件的几何误差。
2.激光干涉仪法激光干涉仪法是一种高精度的机床几何误差检测方法。
利用激光干涉仪检测装置可以精确测量机床轴向和回转精度误差。
具体操作为，在机床上安装激光干涉仪，通过激光的干涉产生干涉纹，然后通过对干涉纹的测量来计算机床的几何误差。
激光干涉仪法可以实现非接触式测量，准确度高，适用于各种类型的机床。
3.气测法气测法是一种常用的表面平直度和平面度误差检测方法。
具体操作为，在被测工件上加压一定的气体，然后通过感应器测量气体压力变化的方式来检测工件的平直度和平面度误差。
气测法的优点是适用于各种形状和尺寸的工件，操作简单，测量结果准确。
4.测微仪法测微仪法是一种常用的直线度误差检测方法。
其原理是通过测量多个不同位置处的直线度误差，然后通过数据处理来评估机床的直线度误差。
测微仪法的操作简单，测量范围广，准确度较高。
5.数字测量方法数字测量方法是一种使用数字测量仪器对机床进行几何误差检测的方法。
常用的数字测量仪器包括坐标测量机、激光扫描仪、三角块等。
通过使用数字测量仪器，可以实现对机床几何误差进行高精度、高效率的检测。
以上介绍了几种常用的机床几何精度检测方法，每种方法都有其独特的优点和适用范围。
通过选择合适的检测方法，可以对机床几何精度进行准确评估，帮助提高机床的加工精度。
数控机床的误差检测与校正方法
数控机床的误差检测与校正方法随着现代制造业的快速发展，数控机床已经成为工业生产中不可或缺的重要设备之一。
然而，由于各种因素，数控机床在运行过程中难免会出现一定的误差，这些误差直接影响工件的加工精度和质量。
因此，正确有效地检测和校正数控机床的误差是保证加工质量的重要工作之一。
数控机床的误差主要包括几何误差、运动误差和热变形误差。
针对这些误差，有许多方法可以进行检测和校正。
首先，几何误差是数控机床误差的主要来源之一。
常见的几何误差包括直线度误差、平面度误差和圆度误差等。
为了准确检测这些误差，常用的方法是使用相关的检测工具和设备，如激光干涉仪、三坐标测量仪等。
通过这些设备，可以测量出数控机床各个轴向、各个位置的误差，并进一步分析修正。
此外，还可以通过旋转台等设备进行圆度误差的检测和校正。
其次，数控机床的运动误差也是需要注意的。
运动误差会导致工件在加工过程中产生振动、起伏等问题，进而影响工件的加工质量。
为了有效检测和校正运动误差，常用的方法包括频谱分析法、反馈校正法和模型辨识法等。
通过这些方法，可以实时监测数控机床的运动状态，分析得到的数据，并根据分析结果对机床进行修正和校正，从而达到提高运动精度的目的。
最后，热变形误差也是数控机床需要解决的一个问题。
在机床运行过程中，由于热效应产生的热变形会对机床的工作精度产生一定的影响。
为了准确检测和校正热变形误差，可以采用测温装置对机床各部位的温度进行实时监测，并建立温度场模型。
通过模拟和分析温度场的变化，可以得出温度引起的机床变形情况，并对机床进行适当的修正和校正，以减小热变形引起的误差。
除了上述几种常见的误差检测和校正方法之外，还有一些其他的方法可以应用于数控机床的误差检测与校正中，如梯度法、灰色建模法等。
这些方法的选择和应用应根据具体情况来决定，并结合数控机床的特点和实际生产需求进行综合考虑。
总之，数控机床的误差检测与校正是确保其加工精度和质量的关键步骤。
针对数控机床可能存在的几何误差、运动误差和热变形误差，通过使用合适的检测工具和设备，以及应用相关的方法和技术，可以准确地检测和校正数控机床的误差，从而保证加工质量和生产效益的提高。
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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数控机床几何误差的检测
作者：宋越超
来源：《中国科技博览》2016年第03期
[摘要]能否发挥数控机床的高性能和获得良好的效益，关键取决于它的可靠性和加工精度。
当前为保证机床的精度，普遍采用误差补偿技术，本文针对误差补偿技术中的误差检测技术展开了一系列研究。
[关键词]误差检测；几何误差；数控机床
中图分类号：P123.2+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0100-01
1.数控机床误差分类
采用误差补偿的方法来提高数控机床的加工精度，为此必须先准确地检测出数控机床的几何误差，通过分析误差了解机床误差变化的规律，然后对其进行针对性的补偿。
机床精度的高低是以机床误差的大小来衡量的。
按照机床误差的产生条件不同、产生根源不同或者性质不同机床误差可以有很多种分类方法：
（1）按产生条件分：
根据机床误差的产生条件不同，机床误差可以分为：
a.静态误差：是在不加工情况下机床的误差，它包括机床的几何精度和制造精度两项内容。
b.准静态误差：它也主要由机床本身的制造精度决定。
准静态误差是指其在给定的条件下，能够在一定时期内基本保持不变或变化缓慢的误差。
c.动态误差：是指机床在实际切削加工条件下所产生的误差，它不仅与机床的原始制造精度有关，还与加工时的环境条件和具体的工艺系统有关。
（2）按产生根源分：
根据机床误差的产生根源不同，机床误差可以分为：
a.几何误差：机床的原始制造、装配缺陷等造成的机床误差。
b.热误差：机床温度变化引起热变形所造成的机床误差。
c.力误差：机床受力引起变形所造成的机床误差。
d.振动误差：机床加工时振动引起的误差。
e.控制误差：机床的控制系统性能造成的机床误差。
f.检测误差：检测系统的性能、测量精度等造成的机床误差。
不同误差源对数控机床的加工精度影响程度是不一样的，其影响程度分配如表1.1所示：
2 误差测量实验方案的设计
2.1 目前几种误差检测方法介绍
目前几何误差的检测方法主要有两类：单项误差直接测量法和综合误差测量参数辨识法。
单项误差参数直接测量法。
选用合适的测量仪器，对机床多项几何误差直接单项测量。
在实际检测中在需要更换测量仪器或测量附件，使得随机误差的影响加大；而且这种方法检测效率低，因此限制了这种方法的应用范围。
综合误差测量参数辨识法。
对机床空间特定点的空间位置误差进行测量，通过数学辨识模型实现误差参数分离，这种方法往往测量仪器简单，效率高，操作方便。
2.2 数控机床几何误差的检测
2.2.1实验仪器技术指标
美国光动公司2l世纪初推出了新产品MCV-500激光多普勒干涉测量系统。
该系统技术先进，软件功能完善，配备了灵敏度和精度很高的温度、气压、湿度传感器环境自动补偿装置，使激光多普勒干涉仪的测量稳定性等技术指标大大提高。
在温度为50C～380C、气压范围750mpa～1 150mpa、相对湿度0%～95%的工作环境中，激光多普勒干涉仪的频率精度可达士1.0ppm，分辨率可达0.01μm。
本次检测的对象为VMC系列数控立式加工中心，设定检测范围为
1200mm×600mm×600mm。
2.2.2工作台X向线位移误差的测定
X向线位移误差测试装置如图2.2所示，测量结果见下表2.1所示。
结论
本文在研究了基于激光多普勒干涉仪的几何误差测试方法，该法测量步骤少，测量路线容易对光，操作简单，数据同步性好；通过对检测数据进行处理（22线法辨识），可以得出三个轴方向的所有21项几何误差值，为后续的空间误差研究提供了原始数据来源。
参考文献
[1] 刘焕牢，李曦，李斌，等.数控机床几何误差和误差补偿关键技术.机械工程师，2003，1：16～18.。