5轴数控机床检验规格
五轴数控机床的运动精度检测
五轴数控机床的精度检测方法分析摘要：本文首先对五轴数控机床的精度检测技术做了一个简要概括，然后介绍数控机床精度检测的必要性,指出数控机床常见的精度要求及传统检测方法,并介绍先进检测方法和检测仪器、工具,以及各个检测方法的特点。
关键词：五轴数控机床；精度检测Precision analysis of detection method of five axis CNC machine toolsAbstract: Firstly，this paper introduces the precision detection technology of five axis NC machine tools, and then introduces the necessity of CNC machine tool accuracy detection accuracy requirements of CNC machine tools, points out the common and the traditional detection method, and introduce advanced detection method and detection instruments, tools, and the characteristics of each detection method.Key words: Five axis NC machine tool；Precision detection1 引言五轴联动数控机床目前已大量用于航空制造等高端制造领域。
由于机床复杂的机械结构及控制系统，五轴联动机床加工精度检测及优化一直是机械制造行业内研究的热点和难点，成为影响产品加工质量及效率的关键。
对企业来说,购买数控机床是一笔相当大的投资,特别是购买大型机床。
实践表明,大多数大型数控机床解体发运给用户安装时,必须在现场调试才能符合其技术指标,因此,在新机床检收时,要进行严格的检定,使机床一开始安装就能保证达到其枝术指标预期使用性能和生产效率。
五轴联动数控机床参数
五轴联动数控机床参数一、引言五轴联动数控机床是一种高精度、高效率的加工设备，广泛用于航空航天、汽车制造、模具制造等领域。
本文将介绍五轴联动数控机床的参数及其意义，以帮助读者更好地了解和应用该设备。
二、机床参数及意义1.加工范围五轴联动数控机床的加工范围是指其能够加工的工件尺寸和形状的范围。
一般而言，加工范围应包括工件的最大尺寸、最小尺寸以及工件形状的复杂度。
加工范围的大小直接影响到该机床的适用范围和灵活性。
2.精度精度是指五轴联动数控机床在加工过程中达到的尺寸精度或形状精度的能力。
精度要求通常以公差来表示，其数值越小，说明机床的加工精度越高。
精度是评价机床质量的重要指标，对于需要高精度加工的工件尤为重要。
3.加工速度加工速度是指五轴联动数控机床在加工过程中的移动速度。
加工速度的快慢直接影响到加工效率和加工质量，合理的加工速度可以提高生产效率，同时保证加工质量。
加工速度的调节需要根据不同工件的材料和形状进行合理设置。
4.动力五轴联动数控机床的动力包括主轴驱动动力和伺服系统动力。
主轴驱动动力决定了机床的切削能力和加工效率，伺服系统动力决定了机床的定位精度和跟踪性能。
合理的动力配置是确保机床正常运行的关键。
5.主轴转速主轴转速是指五轴联动数控机床主轴的旋转速度。
主轴转速的选择需要根据不同材料的加工要求，较高的主轴转速适用于切削速度较高的材料，而较低的主轴转速适用于切削速度较低的材料。
合理的主轴转速选择能够提高加工效率和加工质量。
6.进给速度进给速度是指五轴联动数控机床工作台在加工过程中的移动速度。
进给速度的选择需要考虑加工材料的硬度、切削力和加工精度等因素。
合理的进给速度能够保证加工效率和加工质量的平衡。
三、总结五轴联动数控机床的参数是评价其性能和适用范围的重要依据。
加工范围、精度、加工速度、动力、主轴转速和进给速度等参数相互影响，共同决定了机床的加工能力和效率。
在实际应用中，需要根据具体的加工任务和材料特性合理配置这些参数，以获得最佳的加工效果。
数控机床精度检验及验收标准
机电工程系 高锦南
主要内容
1、数控机床几何精度的检验 2、数控车床的精度检验标准与检验方法
数控机床的精度检测
机床的精度包括几何精度、传动精度、定位精度、重复定 位精度以及工件精度等，不同类型的机床对这些方面的要求是 不一样的。
加工精度是衡量机床性能的一项重要指标。影响机床加工 精度的因素很多，有机床本身的精度影响，还有因机床及工艺 系统变形、加工中产生振动、机床的磨损以及刀具磨损等因素 的影响。在上述各因素中，机床本身的精度是一个重要的因素。
(二) 传动精度
机床的传动精度是指机床内传动链两末端件之间的相对运 动精度。
这方面的误差就称为该传动链的传动误差。 例如：车床在车削螺纹时，主轴每转一转，刀架的移动量 应等于螺纹的导程。但是，实际上，由于主轴与刀架之间的传 动链中，齿轮、丝杠及轴承等存在着误差，使得刀架的实际移 跟与要求的移距之间有了误差，这个误差将直接造成工件的螺 距误码率差。为了保证工件的加工精度，不仅要求机床有必要 的几何精度，而且还要求内联系传动链有较高的传动精度 。
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(三)定位精度
机床的定位精度是指机床主要部件在运动终点所达到的 实际位置的精度。实际位置与预期位置之间的误差称为定位 误差。
最新五轴加工中心参数资料
五轴加工中心参数1. 设备基本要求：*1.1机床结构：床身采用龙门结构，大理石铸造床身，立式主轴及回转摆动工作台（B，C 轴）的结构形式，具有五轴联动的加工功能；1.2机床结构设计合理，刚性强，稳定性好，并采用系统具有的动态品质和热稳定性，需能连续稳定工作，精度保持寿命长。
2. 技术规格及要求：2.1机床要求及主要技术参数2.1.1工作台尺寸：工作台尺寸≥600×500mm；*2.1.2工作台为单支撑，承重≥400kg；*2.1.3主轴采用全集成电主轴，主轴最高转速≥18000r/min；*2.1.4主轴最大扭矩：≥130Nm；*2.1.5主轴最大功率：≥35KW；2.1.6主轴锥孔：SK40；*2.1.7工作行程：（1）X轴行程：≥600mm；（2）Y轴行程：≥500mm；（3）Z轴行程：≥500mm；（4）C轴行程：360°；（5）B轴行程：-5～110°；2.1.8 最小位移增量（1）X\Y\Z最小位移增量：≤0.001mm；（2）A\C轴最小位移增量：≤0.001°*2.1.9定位精度：X\Y\Z直接测量系统（全闭环）光栅或磁栅；（1）X\Y\Z轴定位精度：≤0.008mm VDI/DGQ 3441标准；（2）B\C轴定位精度：B轴≤10arc sec，C轴≤10arc sec VDI/DGQ 3441标准；*2.1.10快移速度：（1）X\Y\Z轴快移速度：≥50m/min；（2）B\C轴快移速度：≥50r/min；2.1.11刀库（1）刀库容量：≥30把，SK40；（2）最大刀具直径（相邻刀位满时）≥80mm；（3）最大刀具直径（相邻刀位空时）≥130mm；（4）最大刀具长度≥300mm；（5）最大刀具重量≥6kg；*2.1.12机床配置标准要求：（1）主轴、驱动、工作台的主动冷却系统；（2）移动电子手轮；（3）海德汉TS 649红外线测头；（4）五轴精度校准工具包；（5）机床具有全封闭防护外罩；（6）自动排屑器；（7）冷却液喷枪；（8）自动化准备：包含自动开合舱门、4通道旋转接头，回转摆动工作台；（9）提供配套刀柄，包括立铣刀刀柄20个，精镗刀1套，盘铣刀刀柄与刀盘2套。
数控机床精度及性能检验
数控机床精度及性能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。
另一方而，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。
一、精度检验一台数控机床的检测验收工作，是一项工作量大而复杂，试验和检测技术要求高的工作。
它要用各种检测仪器和手段对机床的机、电、液、气各部分及整机进行综合性能及单项性能的检测，最后得出对该数控机床的综合评价。
这项工作为数控机床今后稳定可靠地运行打下一定的基础，可以将某些隐患消除在考机和验收阶段中，因此，这项工作必须认真、仔细，并将符合要求的技术数据整理归档，作为今后设备维护、故障诊断及维修中恢复技术指标的依据。
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。
数控机床的几何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，主轴故个等的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测的几何精度高一个等级。
(一)卧式加工中心几何精度检验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面的平行度。
7)主轴轴向及孔径跳动。
8)回转工作台精度。
具体的检测项目及方法见表2—1。
五轴数控机床的精度检测方法研究
五轴数控机床的精度检测方法研究摘要：现阶段，我国的综合国力发展迅速，目前数控系统已经得到较快速的发展，为了得到高速、高精度的加工工件，人们对数控系统加减速的控制方法研究也越来越广泛。
加减速控制分为前加减速规划和后加减速规划，后加减速规划方法会产生加工轮廓误差，而前加减速规划采用的是加工合成速度规划，在加工过程中不会产生轮廓误差，所以在研究数控系统加减速控制时，大多都会采用前加减速控制。
在加减速研究过程中，由于对加减速度规划时每段加工轨迹的运行时间都必须为数控系统插补周期的整数倍，导致数控系统在加工时难以加工到路径的终点位置，使加工工件产生残余未加工量。
关键词：五轴数控机床；精度检测；方法研究引言随着我国工业化水平的不断提升，先进的机械制造事业也实现了快速发展，很多企业对机械加工质量、效率也提出了越来越严格的要求，机械制造行业中五轴数控机床的应用也越来越频繁，使用范围也在不断的扩大，带来的经济效益也非常可观。
但是，最大限度提高五轴数控机床的工作效率仍然是机械加工的追求，不仅直接关乎机械加工企业的经济效益，还会影响国家经济建设进程中工业生产的发展。
1提高数控机床机械加工效率的价值探析五轴数控机床作为机械加工领域发展的物质基础所在，是工业化生产所依赖的重要载体之一。
特别是基于复杂多变的机械市场以及日趋多样化的人民发展需求，数控行业面临着前所未有的机遇与挑战。
而能否牢牢把握其行业的核心发展技术，积极探索一条技术化、智能化机械加工的新道路，则在很大程度上受到五轴数控机床加工效率的影响。
如果可以有效提升其实际的工作效率，那么将会大大缩减工人的工作时间，降低生产的综合劳动成本，助力有关企业全面提升自身的綜合竞争力以及市场占有率，更好地应对竞争激烈的现代花机械市场。
但现实情况在于，现阶段许多企业内部的五轴数控机床加工都存在着如程序不规范、机械化水平低、制度不健全以及人员素质低下等问题，大程度上制约了五轴数控机床加工质量与效率的全面提升，同时也不利于企业经济价值与社会效益的最大化实现。
五坐标数控机床旋转轴定位精度的校正方法
2019年 第5期图1 绕X 轴坐标的转动图中，C -P 1这一段以C 为中心绕X 坐标旋转了一个角度a ，这样C -P 1的末端从P 1移到了P 2。
当把这种概念用于机床时（可以认为C 点是转动主轴头的中心，P 1是刀具的中心），可以看到转动一个坐标的结果是使刀具中心在XYZ 坐标系中产生位移。
如果有RTCP 功能，数控系统将使刀具中心始终保持在一个固图2 无RTCP图3 有RTCP5.影响RTCP 精度的因素RT C P 精度是一个综合的空间精度，从RTCP 的运行状态，可以看到，RTCP 精度的好与差受到多种因素的影响。
这些因素包括机床的几何精度（如C 轴画圆精度等）、定位精度和重复定位精度、RTCP 的中心点长度、RTCP 机械偏心的补偿及回转坐标的绝对零点位置等。
图 4由于线性轴在RTCP 角度旋转时，如果角度旋转不大，如5 º，则移动距离只有40m m ，而机床的线性轴定位精度一般可以达到0.015mm/2 000mm ，所以线性轴的定位精度误差在旋转角度较小时对RTCP 精度的影响可以忽略不计（见图5）。
图 5在微小角度条件下，弧可以认为是垂直于一条边，并是一直线，由此我们可以得到：tan α=y /x α=arctan y /x由此，由于X （旋转轴旋转中心到刀具中心的距离）一般在700m m 以上，而Y （RT C P 精度值）一般很小，在0.1m m 以下，经计算，可以得到如果RTCP 变化2019年冷加工图 6图 7图 8图 9图 10图 11图 12成大先.机械设计手册[M]. 6版.北京：化学工业出版社，2016.（截稿日期：20190301）。
数控机床制造与验收技术要求
龙门式加工中心制造与验收技术条件第13页七、最小设定单位试验机床最小设定单位试验为直线坐标设定单位试验。
试验某一坐标最小设定单位时，其他运动部件原则上置于行程的中间位置。
试验时可在使用螺距补偿和间隙补偿条件下进行。
1 试验方法先以快速使直线坐标上的运动部件向正（或负）向移动一定距离，停止后，向同方向给出数个最小设定单位的指令，再停止，以此位置为基本位置，每次给出1个，共给出20个最小设定单位的指令，向同方向移动，测量各个指令的停止位置。
从上述的最终位置，继续向同方向给出数个最小设定单位指令，停止后，向负（或正）向给出数个最小设定指令，约返回到上述最终的测量位置，这些正向和负向的数个最小设定单位指令的停止位置均不作测量。
然后从上述的最终位置开始，每次给出1个，共给出20个最小设定单位的指令，继续向负（或正）向移动，测量各指令的停止位置，见图1。
至少在行程的中间位置及靠近两端的3个位置上分别进行试验。
各直线坐标均应进行试验。
龙门式加工中心制造与验收技术条件第15页八、原点返回试验原点返回试验为直线坐标原点返回试验，试验某一坐标时，其他运动部件原则上应置于行程的中间位置；试验时，可在使用螺距补偿和间隙装置的条件下进行。
1 试验方法直线坐标上的运动部件，从行程上的任意点，按相同的位移方向，以快速进行5次返回原点P0的试验。
测量每次实际位置P10与原点理论位置P0的偏差X i（i=1，2…，5），见图3。
至少在行程的中间及靠近两端的3个位置上分别进行试验。
各直线坐标均应进行试验。
2误差计算误差以3个位置的最大误差值作为该项的误差。
R0=4S0 (5)式中：R0——原点返回误差，mm。
S0——原点返回时标准偏差，mm。
1 nS0= ∑(X i0—X0)2n-1 i=11 nX0 = ∑X i0n i=1龙门式加工中心制造与验收技术条件第16页3）允差R0=0.009mm4）检验工具激光干涉仪或读数显微镜和金属线纹尺。
数控车床检验标准
一．写出CAK6140数控车床检验标准1.机床外观的检查机床外观的检查一般可按通用机床的有关标准进行，但数控机床是高技术设备，其外观质量的要求更高。
外观检查内容有：机床有无破损；外部部件是否坚固；机床各部分联结是否可靠；数控柜中的MDI／CRT单元、位置显示单元、各印制电路板及伺服系统各部件是否有破损，伺服电动机（尤其是带脉冲编码器的伺服电机）外壳有无磕碰痕迹。
2.机床几何精度的检查数控机床的几何精度综合反映机床的关键零部件组装后的几何形状误差。
数控机床的几何精度检查和普通机床的几何精度检查基本类似，使用的检查工具和方法也很相似只是检查要求更高。
每项几何精度的具体检测办法和精度标准按有关检测条件和检测标准的规定进行。
同时要注意检测工具的精度等级必须比所测的几何精度要高一级。
现以一台普通立式加工中心为例，列出其几何精度检测的内容：1）工作台面的平面度。
2）各坐标方向移动的相互垂直度。
3）Ｘ坐标方向移动时工作台面的平行度。
4）Ｙ坐标方向移动时工作服台面的平行度。
5）Ｘ坐标方向移动时工作台Ｔ形槽侧面的平行度。
6）主轴的轴向窜动。
7）主轴孔的径向圆跳动。
8）主轴沿Ｚ坐标方向移动时主轴轴心线的平行度。
9）主轴回转轴心线对工作台面的垂直度。
10）主轴箱在Ｚ坐标方向移动的直线度。
对于主轴相互联系的几何精度项目，必须综合调整，使之都符合允许的误差。
如立式加工中心的轴和轴方向移动的垂直误差较大，则可以调整立柱底部床身的支承垫铁，使立柱适当前倾或后仰，以减少这项误差。
但是这也会改变主轴回转轴心线对工作台面的垂直度误差，因此必须同时检测和调整，否则就会由于这一项几何精度的调整造成另一项几何精度不合格。
机床几何精度检测必须在地基及地脚螺栓的混凝土完全固化以后进行。
考虑到地基的稳定时间过程，一般要求在机床使用数月到半年以后再精调一次水平。
检测机床几何精度常用的检测工具有：精密水平仪、900角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或测微仪以及高精度主轴心棒等。
TG3515A系列五轴数控工具磨床 第3部分：精度检验企业标准2020版
Q/DKD 科德数控股份有限公司企业标准Q/DKD 005.3—2020TG3515A系列五轴数控工具磨床第3部分：精度检验TG3515A series of five-axis CNC tool grinding machinePart 3：Accuracy test2020-05-01发布2020-05-01实施前言Q/DKD 005-2020《TG3515A系列五轴数控工具磨床》分为7个部分：——第1部分：机床构成；——第2部分：原点校正操作规范；——第3部分：精度检验；——第4部分：操作安全规范；——第5部分：配套设施及吊装托运；——第6部分：验收规范及可靠性试验标准；——第7部分：刀具产品。
本部分为Q/DKD 005-2020的第3部分。
本部分是根据GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》进行编制的。
本部分由科德数控股份有限公司提出。
本部分由科德数控股份有限公司批准。
本部分由科德数控股份有限公司归口。
本部分由科德数控股份有限公司、大连光洋科技集团有限公司、广东工业大学负责起草。
本部分主要起草人：吴淇、刘辞海、贺行健、杨立波、李德爽、刘思妍、董大鹏。
本部分属首次发布。
TG3515A系列五轴数控工具磨床第3部分：精度检验1 范围本标准规定了国产TG3515A系列五轴数控工具磨床性能及结构部件组成；本标准适用于国产TG3515A系列五轴数控工具磨床。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 17421.1—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GB/T 17421.2—2000 机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定3 一般要求3.1 测量单位所有线性尺寸、偏差和相应的允差均以毫米（mm）为单位，角度尺寸以度（°）为单位；角度偏差及相应的允差用比值表示，亦可使用微弧度或角秒（"）来表示，其换算关系见下式：0.010/1000 = 10μ rad ≈ 2"3.2 参照标准用于机床精度检验的机床的安装、调整和及其空运行的精度、检验方法和检验工具的推荐精度应参照GB/T 17421.1的相关条款，相关的检验应与GB/T 17421.1的规定相一致。
S件尺寸参数
五轴联动数控铣床加工精度测试标准草案共XX页中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司数控加工厂2012 年X 月本标准规定了五轴联动数控铣床加工精度测试的方法，以及测试件的特征、材料、尺寸及试件检验要求。
本标准原则上适用于所有类型的五轴联动数控铣床的加工精度测试。
2引用标准本章无条文。
3一般要求3.1在本在本标准中，所有的线性尺寸、偏差和相应的允差都用毫米(mm)表示；角度(°)尺寸用度表示。
3.2 使用本标准时必须参照GB/T 17421.1，尤其是在机床检验前的安装、主轴和其他运动部件的空运转升温、测量方法和检验工具的推荐精度。
3.3 本标准中的检验项目的顺序并不表示实际检验次序。
为了使装拆检验工具和检验方便，可按任意次序进行检验。
3.4 检验机床时，根据结构并不是必须检验本标准的所有项目。
为了验收目的而要求检验时，可由用户取得制造厂同意选择一些他感兴趣的检验项目，但这些项目必须在机床订货时明确提出。
3.5 本标准所规定的检验工具仅为举例，可以使用相同指示量和具有至少相同精度的其他检验工具，对应厚度、轮廓误差的指示器应分别有0.01mm、0.001 mm或更高的分辨率。
3.6 本标准仅用精切进行加工试验。
3.7 当实测长度与本标准规定的长度不同时，则规定的允差值应根据GB/T 17421.1—1998中2.3.1.1的规定按能够测量的长度折算，折算结果小于0.003 mm时，仍按0.003 mm计。
3.8 本标准中的五轴联动表示数控机床上的五个坐标轴（三个直线轴和两个旋转轴）在CNC 控制下同时参与坐标插补运算，实现五个坐标的协同运动来进行零件加工。
3.9 在设备上按规定的方法加工标准零件，零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状、位置等）与理论几何参数相符合的程度即为加工精度。
符合程度越高，设备的加工精度就越高。
4 试件的数量本标准提供了一种型式的试件。
原则上在验收时仅应加工一件，如果机床平动轴行程较大，应合理增加试件的数量。
数控机床精度检验
数控机床精度检测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。
1、检验所用的工具1.1、水平仪水平：0.04mm/1000mm扭曲：0.02mm/1000mm水平仪的使用和读数水平仪是用于检查各种机床及其它机械设备导轨的直线度、平面度和设备安装的水平性、垂直性。
使用方法：测量时使水平仪工作面紧贴在被测表面，待气泡完全静止后方可读数。
水平仪的分度值是以一米为基长的倾斜值，如需测量长度为L的实际倾斜值可以通过下式进行计算：实际倾斜值=分度值×L×偏差格数水平仪的读数：水平仪读数的符号，习惯上规定：气泡移动方向和水平移动方向相同时读数为正值，相反时为负值。
1.2、千分表1.3、莫氏检验棒2、检验内容2.1、相关标准（例）加工中心检验条件第2部分：立式加工中心几何精度检验JB/T8771.2-1998加工中心检验条件第7部分：精加工试件精度检验JB/T8771.7-1998加工中心检验条件第4部分：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验JB/T8771.4-1998机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定JB/T17421.2-2000加工中心技术条件JB/T8801-19982.2、检验内容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。
2.2.1、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。
五轴联动数控机床旋转轴中心坐标的自动测量程序设计
量次数 n < 10, 否则停止测量, 给出错误报警。流程图
如图 4所示。
( 下转第 79页 )
2010年第 4期
片的轮廓。调用 sobel算子: [ g, t] = edge( ,f sobe l ) 其 中 f 为输入的刀具图像, g 为输出的逻辑类图像, 它在检 测到的边缘时显示为 1其它位置为 0。 t 为系统自动返 回的阈值。这个阈值为初始值。得到单张照片的刀具 轮廓如图 3所示。
收稿日期: 2009- 10 - 26 作者简介: 李光友 ( 1978 ), 男, 山东定陶人, 大连大森数控技术发展中心有限公司, 5轴项目担当, 硕士, ( E- m ail) liguangyou201@ s ina. com。
! 75!
! 控制与检测 !
组合机床与自动化加工技术
P2: 测量方向向量, 比如, 如果测量方向为 Z 轴负 方向, 则使用 ( 0, 0, - 1)。
( 上接第 76页 )
图 4 所有照片叠加后得到的刀具实际轮廓
[参考文 献 ] [ 1] 杨勇生. 数控加工编程中刀具干涉的研究现状及存 在问题
[ J]. 计算机辅助工程, 1999( 4): 41- 47. [ 2] 李 壮, 汪 文 彬, 李 应 勇. 基 于 M ATLA B 的 图 像 压 缩 处 理
由于测量头距离 B 轴旋转中心有一个固定长度的 旋转半径 R, 所以要实现自动测量必须对 B 轴由于旋转 而造成的测量头偏移进行补偿, 测量分如下 2个过程:
( 1)初步计算出 B 轴的旋转中心和旋转半径。 如图所示, B 轴旋转一个小角度, 由旋转造成的偏 差也比较小, 利用这个特点, 对 B 轴在 B = 0∃, B = 1∃, B = 2∃分别进行 测量, 使用 宏指令 P rbSphere 可以测 出 P 0, P 1, P 2三点坐标矢量。根据宏指令 GetCentO ri( P0 P1 P2 R Pbd) 计算出 B 轴旋转中心坐标矢量 Pb、旋转 半径 R 和旋转轴心方向矢量 P bd。 ( 2)逐 步对 B 轴的 旋转 中心和 旋转半 径进行 校 正。 根据步骤 1中的 B 轴旋转中心坐标矢量 P b 和旋 转半径 R, 对 X 轴和 Z 轴进行补偿移动 ( Y 轴偏移量很 小, 不用补偿 ), 补偿公式如下:
五轴联动数控机床检验标准
五轴联动数控机床检验标准五轴联动数控机床检验标准一、引言五轴联动数控机床是一种高精度、高效率的数控机床，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域。
为了确保五轴联动数控机床的质量和性能符合要求，需要制定相应的检验标准。
本文将详细介绍五轴联动数控机床的检验标准。
二、外观检验1. 机床外观应无明显划痕、凹陷和变形等缺陷，各部件应完好无损。
2. 机床表面应光洁，无明显氧化和锈蚀。
3. 机床润滑系统应正常运行，无漏油现象。
三、功能检验1. 机床各轴运动是否灵活，是否存在卡滞和抖动现象。
2. 机床主轴转速是否稳定，是否存在异常噪音。
3. 机床切削力是否稳定，是否超过规定范围。
4. 机床切削精度是否满足要求，如切削表面光洁度、尺寸精度等。
四、精度检验1. 机床定位精度检验：通过测量机床在不同位置的定位误差来评估其定位精度。
2. 机床重复定位精度检验：通过多次重复定位来评估机床的重复定位精度。
3. 机床加工精度检验：通过对加工零件进行测量，评估机床的加工精度，包括尺寸精度、形状精度等。
五、稳定性检验1. 机床振动检验：通过测量机床在运行过程中的振动情况来评估其稳定性。
2. 机床温度变化检验：通过测量机床在不同环境温度下的变化情况来评估其温度稳定性。
六、安全性检验1. 机床防护装置是否完善，是否满足相关安全标准。
2. 机床操作是否方便、安全，是否存在安全隐患。
七、其他检验1. 机床噪音检验：通过测量机床在运行过程中产生的噪音来评估其噪音水平。
2. 机床能耗检验：通过测量机床在运行过程中的能耗情况来评估其能源利用效率。
八、总结五轴联动数控机床的检验标准涉及外观、功能、精度、稳定性、安全性和其他多个方面。
只有通过严格的检验，才能确保五轴联动数控机床的质量和性能符合要求，为各行业提供高质量的加工服务。
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。
机床精度检验标准
机床精度检验标准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 T 17421.1‐1998《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、精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。
文章链接：中国机床商务网/Tech_news/Detail/1282.html 数控机床精度检测项目及常用工具1 前言对每个工厂来讲，购买数控机床都是一笔相当可观的投资。
复杂曲面零件数控加工的关键问题——解读《复杂曲面零件五轴数控加工理论与技术》
1五轴数控加工简介复杂曲面零件作为数字化制造的主要研究对象之一，在航空、航天、能源和国防等领域中有着广泛的应用，其制造水平代表着一个国家制造业的核心竞争力。
复杂曲面零件往往具有形状和结构复杂、质量要求高等难点，是五轴数控加工的典型研究对象。
当前，复杂曲面零件主要包括轮盘类零件、航空结构件以及火箭贮箱壁板等，如图1所示。
轮盘类零件是发动机完成对气体的压缩和膨胀的关键部件，主要包括整体叶盘类零件和叶片类零件。
整体叶盘类零件的叶展长、叶片薄且扭曲度大，叶片间的通道深且窄，开敞性差，零件材料多为钛合金、高温合金等难加工材料，因此零件加工制造困难。
叶片是一种特殊的零件，数量多、形状复杂、要求高、加工难度大且故障多发，一图1复杂曲面零件直以来都是各发动机厂生产的关键。
航空整体结构件由整块大型毛坯直接加工而成，在刚度、抗疲劳强度以及各种失稳临界值等方面均比铆接结构胜出一筹，但由于其具有尺寸大、材料去除率大、结构复杂、刚性差等缺点，因此加工后会产生弯扭组合等加工变形。
随着新一代大型运载火箭设计要求的提高，为保证火箭的可靠性，并减轻结构质量，提高有效载荷，对火箭贮箱壁板网格壁厚精度和根部圆弧过渡尺寸都提出了更严格的要求。
五轴数控铣削加工具有高可达性、高效率和高精度等优势，是加工大型与异型复杂零件的重要手段。
五轴数控机床在3个平动轴的基础上增加了2个转动轴，不但可以使刀具相对于工件的位置任意可控，而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定的范围内任意可控。
五轴数控加工的主要优势包括：①提高刀具可达性。
通过改变刀具方向可以提高刀具可达性，实现叶轮、叶片和螺旋桨等复杂曲面零件的数控加工。
②缩短刀具悬伸长度。
通过选择合理刀具方向可以在避开干涉的同时使用更短的刀具，提高铣削系统的刚度，改善数控加工中的动态特性，提高加工效率和加工质量。
③可用高效加工刀具。
通过调整刀轴方向能够更好地匹配刀具与工件曲面，增加有效切宽，实现零件的高效加工。
数控五轴模拟训练机需求规格
数控五轴模拟训练机需求规格1.数控五轴模拟训练机由模拟机主机、五轴数控系统硬件模拟器、数字化虚拟机床、显示面板、嵌入式控制系统和工业级数控多轴仿真软件等组成。
应具备通过数控系统硬件操作面板进行真实编程、操作和驱动数字化虚拟机床，模拟真实机床进行虚拟切削功能，可实现数控五轴机床的安全仿真、操作与实际加工过程。
2.双数控系统共用一个显示屏，可通过机械机构旋转进行切换使用系统。
3.设备配备显示面板≥40寸，用于显示虚拟机床切削过程。
4.设备可根据实际生产工艺流程模拟五轴数控机床的操作和加工过程。
如手动操作、MDA、自动运行加工、单步自动加工、手工模块化编程、碰撞检查等。
5.设备自带虚拟机床仿真软件必须为工业软件，需提供中、英文等最少两种使用界面。
6.软件可仿真刀位文件、G代码文件、NC程序逻辑运算、支持traori等复杂循环指令，支持L指令、M126、M128等高级指令。
控制系统配置中，可以添加编程零点的转换位置，支持各大系统的加工原点转换指令TRANS、ROT、CYCLE800、PLANE SPATIAL等，在同一条程序中可以方便的调用G54、G55、G56等功能。
7.软件能对机床的碰撞、干涉、程序语法错误、刀具过长或过短，进行预警，并通过计算自动修正刀具长度。
8.软件具备对仿真切削模型进行精确测量功能，如毛坯厚度、体积、材料去除率、深度、间隙、距离、角度、孔径、转角半径、刀痕间的残留高度等。
9.软件具备自动比较功能支持实体、曲面、轮廓和点等多种比较模式，自动比较功能对于大型零件，能够提供某个特定区域的自动比较，只比较零件某个部位的过切或残留；10.软件可实施连续的过切检查，并能快速准确地找到出错的部位和对应的错误程序语句。
11.仿真结果以实验报告形式导出，并提供三维图片，可以做为工艺卡片使用；报告格式可以自己定义。
12.软件应具有开放性,能自己搭建虚拟机床和虚拟控制系统。
支持把机床模型(包括夹具、刀具等)按照实际机床的参数1：1定制到软件中，实现机床的切削功能；根据需要自行添加和修改数控控制系统。
五轴数控机床全面介绍
五轴数控机床全面介绍ppt xx年xx月xx日CATALOGUE目录•五轴数控机床概述•五轴数控机床工作原理•五轴数控机床的应用领域•五轴数控机床的技术参数•五轴数控机床的选型与配置•五轴数控机床的维护与保养•五轴数控机床的发展趋势与前景01五轴数控机床概述五轴数控机床是一种先进的机床，具有五个旋转轴，可以加工复杂的三维曲面零件，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
定义五轴数控机床具有高精度、高效率、高可靠性、多功能等特点，可以实现多种复杂零件的加工，如螺旋桨、涡轮叶片、曲轴等。
特点定义与特点发展历程五轴数控机床的发展始于20世纪80年代，随着计算机技术的不断发展，数控技术逐渐应用于机床领域，五轴数控机床应运而生。
重要性五轴数控机床在现代化制造业中具有举足轻重的地位，其发展推动了制造业的进步，提高了加工效率和精度，降低了制造成本，为制造业的发展提供了强有力的支持。
发展历程与重要性优势五轴数控机床具有高精度、高效率、高可靠性、多功能等优势，可以加工复杂的三维曲面零件，提高了加工效率和精度，降低了制造成本。
局限性五轴数控机床的价格较高，操作和维护难度较大，需要专业的技术人员进行管理和维护。
此外，由于五轴数控机床的结构复杂，对工作环境和安装条件也有一定的要求。
优势与局限性02五轴数控机床工作原理五轴数控机床主要由主机、数控系统、伺服系统、冷却系统、润滑系统等组成。
结构主机包括工作台、立柱、主轴箱等；数控系统包括数控装置、可编程控制器、输入输出装置等；伺服系统包括伺服驱动器、伺服电机等；冷却系统包括冷却泵、冷却液等；润滑系统包括润滑泵、润滑液等。
组成结构与组成工作流程五轴数控机床的工作流程包括工件装夹、刀具选择、程序输入、数控加工、工件检测等步骤。
工作原理五轴数控机床采用数控技术，通过伺服系统驱动刀具和工件，实现高精度、高效率的加工。
加工时，数控系统根据程序指令控制机床的移动和旋转，确保刀具和工件的相对位置和速度达到最佳状态，从而实现高效加工。
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。
1）2） 直线运动轴机械原点的返回精度；3） 直线运动失动量的测定；4） 直线运动定位精度（转台A 、B 、C 轴）；5） 回转运动重复定位精度；6） 回转轴原点的返回精度；7） 回转运动矢动量的测定。
（2）机床定位精度的试验方法检查定位精度和重复定位精度使用得比较多的方法是应用精密线纹尺和读数显微镜（或光电显微镜）。
以精密线纹尺作为测量时的比较基准，测量时将精密线纹尺用等高垫按最佳支架（见图5.1）安装在被测部件例如工作台的台面上，并用千分表找正。
显微镜可安装在机床的固定部件上，调整镜头使与工作台垂直。
在整个坐标的全长上可选取任意几个定位点，一般为5~15个，最好是非等距的。
对每个定位点重复进行多次定位。
可以从单一方向趋近定位点，也可以从两个方向分别趋紧，以便揭示机床进给系统中间隙和变形的影响。
每一次定位的误差值X 可按下式计算：()()00y y s s X L L ---=式中 0s ——基准点或零点时显微镜的读数；L s ——工作台移动L 距离后显微镜的读数； 0y 、L y ——相应于0s 和Ls 时机床调位读数装置或数码显示装置的读数，对于数控机床就是程序指令中给定的位移数值。
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5轴数控机床检验规格
（ISO）的最新动向
State of the art ISO standard for testing five‐axis machine tools
東京農工大学教授
堤正臣
Tokyo University of Agriculture and Technology
Prof. Dr. Masaomi TSUTSUMI
卧式复合加工机
（KDW‐4200FH）
（14轴5轴联动卧式复合加工机）
立式复合加工机
（KDL‐1550FH）
（11轴5轴联动立式复合加工机）w C X b Z Y B (C) t
w C b Z X Y B (C) t C’Z’
插补运动专用检测仪器
Ball bar
球杆仪
英国Renishaw 公司的
QC20球杆仪
R ‐test
Netherland , IBS 公司的
R ‐test 仪
1维sensor
3维sensor
购入后1年当中2次破损(修理)
6
Renishaw公司QC20球杆仪
C轴轴线方向C轴切线方向
C轴半径线方向
A轴半径线方向
A轴轴线方向A轴切线方向
0°
90°
180°
270°
测量结果例
C 轴切线方向
XY
C
0°
90°
180°
270°
0°90°
180°
270°
C
XY
C 轴半径方向
C 轴轴线方向
XY
1div.: 1μm 1div.: 1μm
1div.: 5μm
CCW
CW
0°
0°
90°
1div.: 1μm
0°
90°
1div.: 1μm
1div.: 5μm
轴的垂直度
A轴和C轴之间的垂直度等
-可以评价５轴机床固有的误差
R‐test 和Ball bar之间的比较
Data有互换性12
利用测量结果
圆锥台的精加工切削（牧野铣床有限公司）
(X, Z)
(X, Z)
(X1, Z1)
R=70.7107
半頂角15°，傾斜角10°半頂角45°，傾斜角30°
圆度24.8 μm 圆度21.3 μm
半頂角15度, 倾斜10度
半頂角45度, 倾斜30度
1div.:5.0μm
东京农工大学的5轴加工中心
R=96.5926 mm
R=70.7107 mm
17
Ball bar 球杆仪的测定结果
19
进给速度
F ＝400 mm/min 工具转速1000 min ‐1
φ20 mm 2刃立铣刀（HSS)
在机上可以直接检测
直线度，垂直度，平行度
使用5轴联动控制运动进行4角锥台的精加工（ISO 10791-7，M4）
(日本提案)
3轴联动控制运动
检验评价5轴机床固有的几何误差
回转轴固有的螺距误差，中心轴的倾斜
5轴联动控制运动
圆弧插补：没有很多的信息
依据条件有可能能检验联动精度直线插补：直线度，垂直度，平行度
正在研究中22
用最先进的技术检验评价5轴数控机床
以上是本次演讲的内容，很希望这次演讲能对中国机床产业的发展有利，谢谢。
完。