數(shù)控機床的定位精度有其特殊的意義。它是表明所測量的機床各運動部件在數(shù)控裝置控制下所能達到的精度。因此,根據(jù)宴鍘的一位精度的數(shù)值'可以判斷出這臺機床以后自動加工中所能達到的最好的工件加工精度。
定位精度主要檢查內(nèi)容有:
①直線運動定位精度(包括X.y、z、u、V.w軸)。
②直線運動重復定位精度。
③直線運動軸機械原點的返回精度。
@直線運動失動量的測定。
⑤回轉(zhuǎn)運動的定位精度(轉(zhuǎn)臺A、B、C軸)。
@回轉(zhuǎn)運動的重復定位精度。
⑦回轉(zhuǎn)原點的返回精度。
@回轉(zhuǎn)軸運動的失動量的測定。
測量直線運動的檢測工具有:測微儀和成組塊規(guī),標準長度刻線尺和光學讀數(shù)顯散鏡及雙頻激光干涉儀等。標準長度測量以雙頓激光f涉儀為準;剞D(zhuǎn)運動檢測工具有:360齒精確分度的標準轉(zhuǎn)臺或角度多面體,高精度圓光柵及平行光管等。
(l)直線運希定位精度檢測
直線運動定位精度一般在機床和工作臺空載條件下進行。常用的檢測方法如圖9-2所示。
按國家標準和國際標準化組織的規(guī)定(ISO標準),對數(shù)控機床的檢測,應以激光測量為準。但在目前國內(nèi)激光測量儀較少的情況下,t部分數(shù)控機床生產(chǎn)廠的出廠檢鍘及用戶驗收檢測還是采用標準尺進行比較測量。
這種方法的檢鍘精度與檢測技巧有關(guān),較好的情況下可控制到c0.004~0.005)/1000.而激光測量舶測量精度可較標準尺檢測方法提高一倍。
為了反映出多次定位中的全部誤差.ISO標準規(guī)定每一個定位點按5歡測量數(shù)據(jù)算出平均值和散差士3a。所以,這時的定位精度曲線已不是一條曲線,而是由各定位點平均值連貫起來的一條曲線上加上曲散帶構(gòu)發(fā)的定位點用帶,知圖9 3所示。
此外,數(shù)控機床現(xiàn)有定位精度都以快速定位測定,這也是不全面的。在 一些進給傳動鏈剛度不太好的數(shù)控機床上,采用各種進給速度定位時會得到不同的定位精度曲線和不同的反向死區(qū)(間隙)。因此,對一些質(zhì)量不高的數(shù)控機床,即使有很好的出廠定位精度檢查數(shù)據(jù),也不一定能成批加工出高精度的零件。
另外,機床運行時正反向定位精度曲線由于綜合原因,不可能完全重合,甚至出現(xiàn)同9 4所示的幾種情況。
平行形曲線:即正向曲線和反向曲線在垂直坐標上很均勻地拉開一段距離,這段距離即反映了該坐標軸的反向間隙。這時可以用數(shù)控系統(tǒng)間隙補償功能修改間隙補償值來使正反向曲線接近。
交叉形與喇叭形曲線:逮兩類曲線都是由于被鍘坐標軸上各段反向間隙不均勻造成的。滾珠絲杠在行程內(nèi)各段間隙過盈不一致和導軌副在行程的負載不一致等是造成反向間隙不均勻的主要原因。反向間隙不均勻現(xiàn)象較多表現(xiàn)在全行程內(nèi)一頭橙一頭緊,結(jié)果得到喇叭形的正反向定位曲線。如果此時又不恰當?shù)厥褂脭?shù)控系統(tǒng)間隙補償功能,就造成交叉形曲線。
測定的定位精度曲線還與環(huán)境溫度和軸的工作狀態(tài)有關(guān)。目前大部分數(shù)控機床都是半閉環(huán)的伺服系統(tǒng),它不能補償滾珠絲杠熱伸長,熱伸長能使在im行程上相差0 01~0. 02 mm。為此,有些機床采用預拉伸絲杠的方法,來減少熱伸長的影響。
(2)直線運動重復定位精度的檢測
檢測用的儀器與檢測定位精度所用的相同。一般檢測方法是在靠近各坐標行程的中點及兩端的任意三個位置進行測量,每個位置用快速移動定位,在相同的條件下重復做七次定位,測出停止位置的數(shù)值并求出讀數(shù)的最大差值。以三個位置中最大差值的二分之一,附上正負符號,作為該坐標的重復定位精度。它是反映軸運動精度穩(wěn)定性的最基本指標。
(3)直線運動的原點返回精度
原點返回精度,實質(zhì)上是該坐標軸上一個特殊點的重復定位精度,因此,它的測量方法與重復定位精度相同。
(4)直線運動走動量的測定
失動量的測定方法是在所測量坐標軸的行程內(nèi),預先向正向或反向移動一個距離并以此停止位置為基準,再在同一方向上給予一個移動指令值,使之移動一段距離,然后再向相反方向上移動相同的距離,測量停止位置與基準位置之差(如圖9 5所示)。在靠近行程中點廈兩端的三個位置上分別進行多次(一般為七次)的測定,求出各位置上的平均值,以所得到平均值中的最大值為失動量測量值。
坐標軸的失動量是該坐標軸進給傳動鍵上驅(qū)動部件(如伺服電機、伺服液壓馬達和步進電機等)的反向死區(qū),各機械運動傳動副的反向間隙和彈性變形等誤差的綜合反映。此誤差越大,測定位精度和重復定位精度也愈差。
神曰轉(zhuǎn)軸運動精度的測量回轉(zhuǎn)軸運動各項精度的測定方法與上述各項直線運動精度的測定方法相同,但用于回轉(zhuǎn)精度的測定儀器準轉(zhuǎn)臺、平行光管(準直儀)等?紤]到實際使用要求•一般對o'、906、18。。、270'等幾個直角等分點做重點涮量,要求這些點J精度較其他角度位置精度提高一個等級。