直线运动定位精度检测方法及测量工具(经济实用可靠)
数控 铣工理论复习题
数控铣工技师理论复习题一、填空题(请将正确答案填入题内空白处。
每题1分)1．是规范约束从业人员职业活动的行为准则。
2．合格零件的应在两个极限尺寸所限制的尺寸范围内。
3．目前数控机床的主轴驱动系统多采用交流主轴电动机配备控制的方式。
4．分摩擦传动和啮合传动两种。
5．实际尺寸减去所得的代数差称为实际偏差.6．可分为滑动螺旋和滚动螺旋两种类型。
7．YT15属于类硬质合金刀具材料。
8．使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动称为。
9．平头支承钉，多用于定位。
10．对于机械进给传动系统，某些固定不变的或按确定规律变化的因素引起的定位误差属于。
11．在编制数控铣床的程序时应正确选择的位置，要避免刀具交换时碰工件或夹具。
12．是反映机床运动稳定性的一个基本指标。
13．在条件作用下，刀具切削刃硬度降低，会迅速变钝，甚至失去切削性能。
14．按照功能划分，FMS可分为加工系统、物流系统和三大部分。
15．高速切削时，加工中心的刀柄锥度以为宜。
16．在卧式铣床上，加工垂直孔系常用的方法有回转法、、角尺或定位键校正法。
17．精铣铸铁件时，为保证精铣质量，一般要求工件加工表面的硬度差HBS20。
18．是对从业人员工作态度的首要要求。
19．《中华人民共和国劳动法》是年全国人大常委会通过的。
20．步进电机对应每一个脉冲所旋转的角度称为步进电机的。
21．步进电动机采用“三相六拍”通电方式工作，“六拍”是指经过次切换绕组的通电状态为一个循环。
22．订立劳动合同的原则有、协商一致和依法订立。
23．QT400-15，其中400表示。
24．是CNC装置的核心，主要由运算器和控制器两大部分组成。
25．机件的某一部分向基本投影面投影所得的视图，称为。
26．切削是当前软金属材料最主要的精密和超精密加工方法。
27．位置公差对称度的符号为。
28．数控机床开机后，一般首先用手动或自动方式使机床各坐标轴返回，通常称回零。
29．在精密检测螺旋齿导程和螺旋角时，对导程较大而螺旋角较小的工件，应先测量出的误差，再换算成导程误差。
数控机床定位精度检测的方式
数控机床定位精度检测的方式目前，由于数控系统功能越来越多，对每个坐喷射器标运动精度的系统误差如螺距积累误差、反向间隙误差等都可以进行系统补偿，只有随机误差没法补偿，而重复定位精度正是反映了进给驱动机构的综合随机误差，它无法用数控系统补偿来修正，当发现它超差时，只有对进给传动链进行精调修正。
因此，如果允许对机床进行选择，则应选择重复定位精度高的机床为好。
1.直线运动定位精度检测直线运动定位精度一般都在机床和工作台空载条件下进行。
按国家标准和国际标准化组织的规定（ISO标准），对数控机床的检测，应以激光测量为准。
在没有激光干涉仪的情况下，对于一般用户来说也可以用标准刻度尺，配以光学读数显微镜进行比较测量。
但是，测量仪器精度必须比被测的精度高1~2个等级。
为了反映出多次定位中的全部误差，ISO标准规定每一个定位点按五次测量数据算平均值和散差-3散差带构成的定位点散差带。
2.直线运动重复定位精度检测检测用的仪器与检测定位精度所用的相同。
一般检测方法是在靠近各坐标行程中点及两端的任意三个位置进行测量，每个位置用快速移动定位，在凯威凯达相同条件下重复7次定位，测出停止位置数值并求出读数最大差值。
以三个位置中最大一个差值的二分之一，附上正负符号，作为该坐标的重复定位精度，它是反映轴运动精度稳定性的最基本指标。
3.直线运动的原点返回精度检测原点返回精度，实质上是该坐标轴上一个特殊点的重复定位精度，因此它的检测方法完全与重复定位精度相同。
4.直线运动的反向误差检测直线运动的反向误差，也叫失动量，它包括该坐标轴进给传动链上驱动部位（如伺服电动机、伺趿液压马达和步进电动机等）的反向死区，各机械运动传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。
误差越大，则定位精度和重复定位精度也越低。
反向误差的检测方法是在所测坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，再在同一方向给予一定移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差。
数控机床精度检测项目及常用工具
(1)几何精度检测：
项目：几何精度包括直线度、垂直度、俯仰与扭摆、平面度、平行度等；
工具：ML10激光干涉仪、直线度光学镜、垂直度光学镜、平面度光学镜、角度镜组件等；
2.3 工作精度：
项目：美国NAS(国家宇航标准)979在20年前就制订了标准化的“圆形—菱形—方形”试验(现在是CMTBA的标志)。
工具：准备铸铁或铝合金试件、铣刀及编制数控切削程序，高精度圆度仪及高精度三坐标测量机做试件精度检验。
特点：该方法需要仔细定义试件的切削方法和测量切削结果；可能要花几天时间，这依赖于计量室的条件。
特点：可采用自动数据采集及分析，精度高，测量范围大。特别是雷尼绍直线度光学镜具有其独特的专利设计，大大改善了调光的复杂程度。
(2)位置精度的检测及其自动补偿：
项目：数控机床位置精度包括定位精度、重复定位精度、微量位移精度等；
工具：ML10激光干涉仪、线性光学镜等；
特点：利用雷尼绍ML10激光干涉仪不仅能自动测量机器的误差，而且还能通过RS232接口，自动对其线性误差进行补偿，上述过程是自动进行的，比通常的补偿方法节省了大量时间，并且避免了手工计算和手动数据键入而引起的操作者误差，同时可最大限度地选用被测轴上的补偿点数，使机床达到最佳精度，另外操作者无需具有机床参数及补偿方法的知识。
(1)什么是球杆仪?
雷尼绍QC10球杆仪是用于数控机床两轴联动精度快速检测与机床故障分析的一种工具。它由一安装在可伸缩的纤维杆内的高精度位移传感器构成，该传感器包括两个线圈和一个可移动的内杆，其工作原理类同于使用LVDT技术的位移传感器。当其长度变化时，内杆移入线圈，感应系数发生变化，检测电路将电感信号转变成分辨率为0.1μm位移信号，通过接口传入PC机。其精度经激光干涉仪检测达±0.5μm(20℃)。
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。
各直线运动轴的定位精度和重复定位精度-2022年学习资料
数控功能的检验-运动指令功能-准备指令功能-操作功能-CRT显示功能-2004.09。
编制考机程序应包括：-主轴转动中、高、低五种以上速度的正、反转及停止；-各进给运动中、高、低速度G00、G 1移动，全行程的二分之一以上：-自动加工的功能和代码：-自动换刀交换刀床中23以上刀具，重量在中等以上的刀 ：-使用特殊功能如测量、AP℃交换和用户宏程序-2004.09。
机床精度验收-几何精度-定位精度-切削精度-2004.09。
机床几何精度检验-以普通立式加工中心为例：-工作台面的平面度-各坐标方向移动的相互垂直度：-X、Y坐标方向 动时工作台面的平行度：-X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度；-主轴的轴向窜动；-主轴孔的径向跳动： 主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度；-主轴回转轴心线对工作台面的垂直度；-主轴箱沿Z坐标方向移动的 线度。-2004.09。
数控机床维修各直线运动轴的定位精度和重复定位精度
第一章数控机床的安装、调试及验收-数控机床的选用-数控机床的调试-数控机床的验收-2004.09。
数控机床的验收-开箱检验和外观检查-机床性能及数控功能的检验-机床精度的验收-2004.09。
机床性能的检验-主轴系统性能-进给系统性能-自动换刀系统-机床噪声-电气装置-数控装置-安全装置-润滑装置 气、液装置-附属装置-2004.09。
ห้องสมุดไป่ตู้
滚珠丝杠螺母副的结构及间隙调整-滚珠丝杠螺母副的特点：-传动效率高-传动灵敏，不易产生爬行-随动精度和定位 度高-同步性好-传动具有可逆性-磨损小，使用寿命长-施加预紧后，可消除轴向间隙，反向时无空程，轴向运动精度 刚-滚珠丝杠螺母副的结构形式-外循环-内循环-滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法-垫片调整法-螺母调整法差式调整法-滚珠丝杠螺母副的预紧-预紧力计算公式：Fv=l/3Fmax-2004.09。
数控加工中心精度检测方法及注意事项
每台数控加工中心出厂前都要进行精度检测，调试一段时间，由于在路途中道路颠簸，客户收到设备安装调试后需要重新进行精度检测，所以多了解一些数控加工中心精度检测方法，对以后过程中出现误差可以自行检测，及时发现误差。
数控加工中心的精度主要包括几何精度、定位精度和切削精度。
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。
数控加工中心的几何精度反映数控加工中心的关键机械零部件（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：数控加工中心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，数控加工中心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，先接通数控加工中心电源对数控加工中心进行预热，并让沿数控加工中心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）数控加工中心几何精度一般比普通数控加工中心高。
普通数控加工中心用的检具、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）几何精度必须在数控加工中心精调试后一次完成，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）对大型数控加工中心还应实施负荷试验，以检验数控加工中心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；数控加工中心的工作平稳性、准确性、可靠性是否达标。
另外，在负荷试验前后，均应检验数控加工中心的几何精度。
2023年最新国家开放大学一网一平台网考数控机床电大机考答案
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一、单项选择题1．世界上第一台数控机床是在( )国研制成功的。
A．日本 B．美国C．英国 D．德国2．数控机床进给系统中采用齿轮副时，如果不采用消隙措施，将会(A．增加驱动功率 B．降低传动效率C．增加摩擦力 D-造成反向间隙3．测量与反馈装置的作用是为了( )。
A.提高机床的安全性 B．提高机床的使用寿命C．提高机床的精度 D．提高机床的灵活性4．按照运动轨迹控制分类，加工中心属于( )。
A.点位控制B．轮廓控制C．直线控制 D．远程控制5．液压和气动装置在数控车床中不能用于( )。
A．交流伺服电机的控制 B．尾架套筒的顶出和退回 C。
主轴高低速的换挡 D．卡盘的夹紧与放松6．( )属于数控机床的辅助装置。
A．润滑装置 B．伺服电机C．立柱 D．床身7．( )不是数控机床的使用特点。
A．精度高 B．工人劳动强度高C．柔性高 D．设备投资高8．数控机床的故障按故障内容分类，可分为( )和电气故障两大类。
A．随机性故障 B．系统故障C．可恢复性故障 D．机械故障9．与数控机床的基本使用条件不符的是( )。
A．无需保护接地 B．地基牢靠，有隔震措施C．稳定的供电电源，有抗干扰措施 D．保证一定的环境温度和湿度10．数控机床几何精度检查时首先应该进行( )。
A．连续空运行试验B．安装水平的检查与调整 C．数控系统功能试验 D．连续切削试验11．数控机床在高速和重负荷条件下工作，机床( )的变形会直接或间接地引起刀具和工件之间的相对位移，从而引起工件的加工误差。
数控机床位置精度测试常用的测量方法及评定标准
武汉华中数控股份有限公司
4.4补偿实例
现以ZJK2532A数控铣钻床的X轴为例，该机床配 置华中数控世纪星系统。测量方法为“步距规”测量 ；设某步距规实际尺寸为：
位置
实际尺寸 mm
P0
P1
100.1 0
P2
200.2 0
P3
300.1 0
P4
400.2 0
P5
500.0 5
0
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工作台
L X Pi 图5反向间隙补偿 0
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4.3 误差补偿的适用范围
从数控机床进给传动装置的结构和数控系统的三种控制方 法可知，误差补偿对半闭环控制系统和开环控制系统具有显 著的效果，可明显提高数控机床的定位精度和重复定位精度 。对全闭环数控系统，由于其控制精度高，采用误差补偿的 效果不显著，但也可进行误差补偿。
· 重复定位精度R：在测量行程范围内任取左中右三点，在 每一点重复测试2次，取每点最大值最小值之差除以2就是重 复定位精度；即 R=1/2 [Max.（Max. Xi - Min.Xi）]
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2
定位精度测量工具和方法
定位精度和重复定位精度的测量仪器可以用激光干涉仪、 线纹尺、步距规。其中用步距规测量定位精度因其操作简单而 在批量生产中被广泛采用。无论采用哪种测量仪器，其在全行 程上的测量点数不应少于5点，测量间距按下式确定： Pi =i *P+k 其中，P为测量间距；k在各目标位置取不同的值，以获得全 测量行程上各目标位置的不均匀间隔，以保证周期误差被充分 采样。
_ _ _
↓的算术平均值。= （
↑+
直线运动定位精度检测方法及测量工具（经济实用可靠）
直线运动定位精度检测⽅法及测量⼯具（经济实⽤可靠）三种定位精度测量⼯具的⽐较(个⼈理解、供交流参考)关键词：数控轴线、定位精度、经济、实⽤、可靠、测量⽅法通过对三种测量⼯具的⽐较，得出结论：⽤光栅尺测定位精度，是⼀种经济、实⽤、⾼效的办法Q：定位精度是什么？A：指坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度，实际位置与理想位置之间的误差称为定位误差。
简单理解：⼯⼈希望滑台按照控制指令运动到位置A(45mm)，实际滑台运动到位置A’(45.03mm)。
那么，⽬标位置A与实际位置A’之间的差异就是定位误差(即0.03mm)。
（实际检测中，需要按照⼀定的取样规律、多点重复多次测量，并按照统计学⽅法计算系统定位精度。
有国标参考，不在罗嗦）Q：定位精度这个概念、这个参数代表着什么？A：在数控机床中，这个数值越⼩，表⽰床⼦的精度越⾼，能⽤于加⼯⾼精度要求的⼯件。
(例如：图纸要求钻2个孔，孔间距尺⼨要求是50±0.01mm，显然这个尺⼨要求对⼀台0.03mm定位误差的床⼦来说，相当艰难！这个零件需要在更⾼精度的床⼦上加⼯)Q：如何测量定位精度？(三种不同测量⼯具的对⽐)A：关键在于选什么样的⼯具去测出滑台的实际位置？要根据实际情况选⼀把合适的“尺⼦”。
1>激光⼲涉仪(雷尼绍、安捷伦等品牌)优点：这是国际标准中⾸选的测量⼯具，相当的⾼⼤上。
准确、权威、⾃动数据处理并出报告，⽽且是⾮接触式测量。
当前所有的三坐标测量仪出⼚前都要⽤激光⼲涉仪检测定位精度并在系统螺距补偿参数中进⾏µ级精度的补偿。
据说可以测0.0001精度等级的设备保守分析，测±0.002mm级别的定位精度不在话下。
缺点：贵！价格⼤概是￥20w左右。
(⼟豪可优选)2>标准尺(三丰)+光学读数显微镜标准尺类似⽂具店买到的塑料直尺，只是精度相当⾼，材质为玻璃，500mm 长得尺⼦精度约1µm(20℃，0.5+L/1000µm)，价格在￥3k 左右；光学读数显微镜，可以简单理解为放⼤镜，价格在￥1k 左右最⾼可测±0.05mm 级别的定位精度，价格合计在￥4k 左右。
数控机床的检测与验收
3）几何精度的检测与机床所处地基有密切关系，检测必须在地基及地脚螺栓的固定混凝土完全固 化以后才能进行。考虑到新灌注的水泥地基真正达到稳定状态一般都需要半年时间，因此，中大 型或重型数控机床在使用半年或一年后，对机床几何精度再进行一次复校是很有必要的。
4）小型数控机床的床身具有很高的刚性，可以在浮动安放的状态下保持其几何精度，但为了长期 工作的精度稳定性，还是需要调整到一个较好的机床水平，并要求所有垫铁都处于被压紧的状态。
5）如表6-4所示，列出了卧式加工中心的具体检测项目及方法。如表6-5所示列出了斜床身，带转 盘刀架的卧式数控车床的具体检测项目及方法。
1.控制轴数与联动轴数 2.准备功能指令方面 3.辅助功能指令方面 4.CRT显示功能方面 5.通信和通信协议方面 6.机械误差补偿功能
4.检测方法
1）直线运动定位精度的检测
直线运动定位精度的检测一般都在机床和工作台空载条件 下进行。对机床所测的每个坐标在全行程内，视机床规格，分 每20mm、50mm或100mm间距正向和反向快速移动定位，再 每个位置上测出实际移动距离和理论移动距离之差。常用检测 方法如图6-3所示。检测
几何精度检验又称静态精度检验，综合反映了该机床各关键零 部件的精度及其装配的质量与精度，是数控机床验收的主要依 据之一。数控机床的几何精度能够综合反映该设备的关键零部 件和组装后的综合几何形状误差。
1．检测内容
1）X、Y、Z坐标轴的相互垂直度； 2）工作台面的平面度； 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轴移动时工作台面边界与定位基准面的平行度； 7）主轴的轴向窜动及径向跳动； 8）回转工作台精度。
坐标测量工具有哪些
坐标测量工具有哪些1. 直尺直尺是一种常见的测量工具，用于测量直线距离。
直尺通常由透明材料制成，上面有刻度尺来帮助测量。
直尺可以用来测量线段的长度、绘制平行线或垂直线。
2. 量角器量角器是一种用于测量角度的工具。
它通常由透明材料制成，有一个固定的基准边和一个可旋转的刻度盘。
量角器可以用来测量平面角度以及高度和倾斜角度。
3. 卷尺卷尺是一种可伸缩的测量工具，通常由带有刻度的可伸缩尺和一个可收回的外壳组成。
卷尺广泛用于测量直线距离、周长和曲线长度。
它是建筑、工程和家庭使用最常见的测量工具之一。
4. 三角板三角板是一种用于测量和绘制角度的工具。
它通常是一个透明的三角形，上面印有角度刻度。
三角板可以用来绘制和测量直角、锐角和钝角。
5. 坐标轴坐标轴是一个数学工具，用于确定平面上点的位置。
它由两条垂直的线段组成，称为x轴和y轴。
坐标轴上的刻度标记用于表示点的坐标。
坐标轴广泛用于几何学、代数学和物理学中。
6. 测量平台测量平台是一种用于测量和定位物体的平坦表面。
它通常具有刻度尺、角度刻度和固定夹具，用于固定和调整测量目标。
测量平台广泛应用于制造业、工程和科学实验室等领域。
7. 光学测量仪器光学测量仪器是一种使用光学原理来测量物体尺寸和形状的工具。
其中包括投影仪、投影测量仪、激光测距仪和光学显微镜等。
光学测量仪器可以非常精确地测量微小的尺寸和角度。
8. GPS全球定位系统（GPS）是一种通过卫星定位和测量距离来确定位置的技术。
GPS广泛应用于地理、测绘、导航和定位领域。
通过接收可见的卫星信号，GPS可以确定物体的经度、纬度和海拔高度。
综上所述，坐标测量工具有直尺、量角器、卷尺、三角板、坐标轴、测量平台、光学测量仪器和GPS等。
这些工具在各行各业都得到广泛的应用，用于准确地测量和定位物体的尺寸、角度和位置。
无论是从事建筑、工程、科学实验还是日常生活，这些工具都对我们的测量需求提供了重要的帮助。
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。
实践说明,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到达其枝术指标预期使用性能和生产效率。
数控铣床精度检验表
数控铣床精度检验表
G2
允差
a b
普通级精密级普通级精密级
0.016/30
0 0.010/30
0.016/30
0.010/30
工作台面对
主轴箱垂向
移动的垂直
度：
a 在机床的
横向垂直平
面内：
b 在机床的
纵向垂直平
面内：
角尺：工作台位于行
程中间位置。
角尺放在工作台面
上：a 横向垂直平面内
b 纵向垂直平面内。
固
定指示器，使其侧头触
及角尺的检验面。
移动
主轴箱进行检验。
a、b 的误差分别计
算。
误差以指示器读数
的最大差值计简图检验项目检验方法
检验工具
参照GB/T
17421.1—1998的
有关条文：5.3.2.2
5.3.2.3
G3
d~d
‵----每次测量移动距离
局部公差：在任意300测量长度上
工作台面
的平面度
水平仪
或工作台位于行程中
间位置。
平尺量：用水平仪
检验：如图，在工
作台面上选择由
六、小结
本堂课主要针对了数控铣床在新机装配时并且在无负荷或精加工条件下对机床进行精度检验的检验项目做了介绍并对有些项目进行实操；通过各个项目的检验得出的数据进行对比可以体现出机床的精度有没有达到精度要求，如果没达到精度要求的就要对机械进行调整，所以说检验出来的数据就是整台机床的机械装配的体现。
我们要重点要掌握的就是机床的检验的前所要准备工工具检验时仪器和量具的正确摆放方法，数据的读取；及误差的计算方法。
国家开放大学电大专科《数控机床》单项选择题题库及答案（试卷号：2431）
国家开放大学电大专科《数控机床》单项选择题题库及答案（试卷号：2431）国家开放大学电大专科《数控机床》单项选择题题库及答案（试卷号：2431）盗传必究单项选择题1．数控机床进给系统采用齿轮传动副时，为了提高传动精度应该有消除( )措施。
A.齿轮轴向间隙B．齿顶间隙C．齿侧间隙D．齿根间隙2．电火花加工的局限性( )。
A.电火花加工属不接触加工B．易于实现加工过程自动化C．加工过程中没有宏观切削力D．只能用于加工金属等导电材料3．滚珠丝杠预紧的目的是( )。
A．增加阻尼比，提高抗振性B．提高运动平稳性C．消除轴向间隙和提高传动刚度D．加大摩擦力，使系统能自锁4．在下列特点中，( )不是数控机床主传动系统具有的特点。
A．转速高、功率大，B．变速范围窄C．主轴变换迅速可靠D．主轴组件的耐磨性高 5.( )工作速度快和工作频率高，对环境要求适应性好，装置结构简单，工作介质不污染环境。
A．气压装置B．机械装置C．液压装置D．以上答案都不对6．下列( )检验属于几何精度检验。
A．直线运动定位精度B．直线运动矢动量的测定C．X、Y、Z坐标轴的相互垂直度D．回转运动矢动量的测定7.立式数控铣床的主轴轴线( )于水平面，是数控铣床中最常见的一种布局形式，应用范围最广泛，其中以三轴联动铣床居多。
A．平行B．垂直C．倾斜D．以上都不是8.与数控机床的基本使用条件不符的是( )。
A.保证一定的环境温度和湿度B．地基牢靠，有隔震措施C．无需抗干扰措施D．保护接地。
9.数控机床安装测量与反馈装置的作用是为了( )。
A．提高机床的安全性B．提高机床的使用寿命C．提高机床的灵活性D-提高机床的定位精度10．加工中心最突出的特征是是设置有( )。
A．刀库B．自动排屑装置C．自动交换工作台D．主轴准停装置11．数控机床进给系统采用齿轮传动副时，为了提高传动精度应该有消隙( )措施。
A．齿轮轴向间隙B．齿顶间隙C．齿侧间隙D．齿根间隙12．图2立式加工中心采用的是( )刀库。
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
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。
数控机床位置精度及标准
机床位置精度的主要检测项目有:
(1)直线运动位置精度(包括X,Y,Z,U,V,W轴);
1.2 数控机床发展概况
追求高效、高能、以最大限度满足用户需要是机床行业永久性的技术课题。世界各国机床业为了扩大机床加工内容和加强国际市场的竞争力，都以最大限度地满足用户的需要为最高宗旨，他们按照用户提出的各种技术指标和性能要求，不断开发代表本身水平的新型机种，在竞争异常激烈的环境中求生存、求发展。由于数控机床在国家经济发展中处于重要的战略地位，因此，世界各国政府都给予了极大关注。工业发达国家如日本、美国、意大利等，通过制定产业政策，从产业结构、技术发展路线、产品开发、投融资渠道、设备折旧制度、进口限制、出口鼓励、培育市场、人员培训等方面给予大力支持。在这个历史背景下，近十年来世界数控机床的年产量增加了近10倍，发展速度之快，是空前的。
2.2 定位误差的特征分量
一个移动部件沿直线(或圆)向既定位置趋近定位，总会存在定位误差。定位误差的基本特征分量主要有四项。
2.2.1 系统误差
系统误差是指在一定或整个行程中的系统性误差(图2-1)。它的特殊部分就是周期性误差。
产生系统误差的原因，主要是机床位移系统的基本元件(如丝杠、螺母、轴承等)或位移测量系统的基本元件(如刻线尺、同步感应器定尺等)或温度变化的影响等的误差。而丝杠止推轴承的轴向振摆以及由旋转编码盘测量位移时的码盘一转累积误差，将引起它的周期误差。系统误差对定位精度影响很大，尤其周期性误差的存在，将使移动长度的很小改变，导致位置误差的很大变化。如图1中移动长度L2仅比L1稍大一些，其位置误差A2却比A1大许多，尤其当从P1点移动长度L3到P2点时，会产生A3这样更大的位置误差。
失动量的产生，一是驱动电机、传动元件和机床执行件间存在着间隙，二是传动系统的柔度和导轨摩擦特性的影响。
直线运动重复定位精度
7．收获与体会
类 型 内 容
掌握知识 掌握技能 收获体会 需解决问题 学生签名
8．评价及成绩
实训综合评价
实 训 成 绩
技能考核成绩（80%）
纪律情况（20%）
实训总成绩
指导教师签名
三、知识拓展
数控机床精度的验收
几何精度
定位精度
（2）几何精度验收
X、Y、Z坐标轴的相互垂直度误差。
工作台面的平行度误差。 X轴移动工作台面的平行度误差。 Y轴移动工作台面的平行度误差。 主轴回转轴心线对I作台面的平行度误差。 主轴在X轴方向移动的直线度误差。 主轴在Y轴方向移动的直线度误差。 主轴在刀轴方向移动的直线度误差。 X轴移动工作台边界定位基准面的平行度误差。 工作台中心线到边界定位基准面之间的距离精度。 主轴轴向圆跳动误差。 主轴孔径向圆跳动误差。
常用检测工具
精密水平仪 精密方箱 直角尺 千分表 测微仪 高精度主轴心轴
平尺
平行光管
（2）几何精度验收
直线运动定位精度。直线运动精度一般在空载条件下测量，按照国际标 准应以激光测量为准。在没有激光干涉仪的情况下，对于一般用户来说 也可以用标准刻度尺，配以光学读数显微镜进行测量。但是，测量仪的 精度必须比被测的精度要高1～2个等级。要求任意300mm测量长度上的 定位精度，普通级是0.02mm，精密级是0.01mm。 直线运动重复定位精度。重复定位精度是反映轴运动稳定性的一个基本 指标。机床运动精度的稳定性决定着加工零件质量的稳定性和误差的一 致性。要求直线运动坐标的重复定位精度普通级为0.016mm，精度级为 0.010mm。 直线运动的反向误差。直线运动的反向误差，也叫失动量，包括传动链 的反向死区、反向间隙、弹性变形等产生的误差。反向偏差值普通精度 级为0.016mm，精度级为0.010mm。 直线运动原点复归精度。检测方法是对于每个直线运动轴，从不同位置 进行七次复归，测量出其停止位置，以读出的最大差值作为测定值。
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三种定位精度测量工具的比较
(个人理解、供交流参考)
关键词：数控轴线、定位精度、经济、实用、可靠、测量方法
通过对三种测量工具的比较，得出结论：用光栅尺测定位精度，是一种经济、实用、高效的办法
Q：定位精度是什么？
A：指坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度，实际位置与理想位置之间的误差称为定位误差。
简单理解：工人希望滑台按照控制指令运动到位置A(45mm)，实际滑台运动到位置A’(45.03mm)。
那么，目标位置A与实际位置A’之间的差异就是定位误差(即0.03mm)。
（实际检测中，需要按照一定的取样规律、多点重复多次测量，并按照统计学方法计算系统定位精度。
有国标参考，不在罗嗦）
Q：定位精度这个概念、这个参数代表着什么？
A：在数控机床中，这个数值越小，表示床子的精度越高，能用于加工高精度要求的工件。
(例如：图纸要求钻2个孔，孔间距尺寸要求是50±0.01mm，显然这个尺寸要求对一台0.03mm定位误差的床子来说，相当艰难！这个零件需要在更高精度的床子上加工)
Q：如何测量定位精度？(三种不同测量工具的对比)
A：关键在于选什么样的工具去测出滑台的实际位置？要根据实际情况选一把合适的“尺子”。
1>激光干涉仪(雷尼绍、安捷伦等品牌)
优点：这是国际标准中首选的测量工具，相当的高大上。
准确、权威、自动数据处理并出报告，而且是非接触式测量。
当前所有的三坐标测量仪出厂前都要用激光干涉仪检测定位精度并在系统螺距补偿参数中进行μ级精度的补偿。
据说可以测0.0001精度等级的设备！！！保守分析，测±0.002mm级别的定位精度不在话下。
缺点：贵！价格大概是￥20w左右。
(土豪可优选)
2>标准尺(三丰)+光学读数显微镜
标准尺类似文具店买到的塑料直尺，只是精度相当高，材质为玻璃，500mm 长得尺子精度约1μm(20℃，0.5+L/1000μm)，价格在￥3k 左右；光学读数显微镜，可以简单理解为放大镜，价格在￥1k 左右
最高可测±0.05mm 级别的定位精度，价格合计在￥4k 左右。
3>
光栅尺+数显表
可以简单理解为工具2>的量产版本。
(相对于作为量具的标准尺来说，已经标准化量产的光栅尺售价非常便宜，且型号规格、厂家可选择的范围广，现货供应)。
数显读数，比光学显微镜方便实用。
根据需求可选不同精度等级的光栅尺，配置灵活。
缺点：需要在设计滑台时预留光栅尺安装孔，仅适合设备设计制造原厂家使用。
(以下举例参考价格为国产接触式光栅尺)
分辨率0.5μm，精度±3μm 的光栅尺适合测±0.015mm 级别的定位精度。
价格在￥6k 左右；
分辨率1μm，精度±5μm 的光栅尺适合测±0.025mm 级别的定位精度。
价格在￥3k 左右；
分辨率5μm，精度±10μm 的光栅尺适合测±0.05mm 级别的定位精度。
价格在￥1k 左右；读数显微镜JC-10技术参数：
1、目镜放大率：10X
2、目镜测微尺：0-8mm
3、目镜测微鼓轮最小分度值：0.01mm
4、目镜线视场：8.5mm
5、物镜放大率：2X
6、测量范围：4mm
7、测量精确度：±0.01mm
8、系统放大率：20X。