数控机床的选型(doc15)-五金塑胶(编辑修改稿)

数控机床的选型(doc15)-五金塑胶(编辑修改稿)内容摘要：

件的综合精度。 尤其是重复定位精度，它反映了该轴 在行程内任意定位点的定位稳定性，这是衡量该轴能否稳定可 *工作的基本指标。 目前数控系统中软件都有丰富的误差补偿功能，能对进给传动链上各环节系统误差进行稳定的补偿。 例如，传动链各环节的间隙、弹性变形和接触刚度等变化因素，它们往往随着工作台的负载大小、移动距离长短、移动定位速度的快慢等反映出不同的瞬时运动量。 在一些开环和半闭环进给伺服系统中，测量元件以后的机械驱动元件，受各种偶然因素影响，也有相当大的随机误差影响，如滚珠丝杠热伸长引起的工作台实际定位位置漂移等。 总之，如果能选择，那么就选重复定位精度最好的设备。 铣削圆柱面精度或铣削空间螺旋槽（螺纹）是综合评价该机床有关数控轴（两轴或三轴）伺服跟随运动特性和数控系统插补功能的指标，评价方法是测量加工出圆柱面的圆度。 在数控机床试切件中还有铣斜方形四边加工法，也可判断两个可控轴在直线插补运动时的精度。 在做这项试切时，把用于精加工的立铣刀装到机床主轴上，铣削放置在工作台上的圆形试件，对中小型机床圆形试件一般取在 Ф200～ Ф300 ，然后把切完的试件放到圆度仪上，测出其加工表面的圆度。 铣出圆柱面上有明显铣刀振纹反映该机床插补速度不稳定；铣出的圆度有明显椭圆误差，反映插补运动的 两个可控轴系统增益不匹配；在圆形表面上每一可控轴运动换方向的点位上有停刀点痕迹（在连续切削运动中，在某一位置停止进给运动刀具就会在加工表面上形成一小段多切去金属的痕迹）时，反映该轴正反向间隙没有调整好。 单轴定位精度是指在该轴行程内任意一个点定位时的误差范围，它直接反映了机床的加工精度能力，所以是数控机床最关键技术指标。 目前全世界各国对这指标的规定、定义、测量方法和数据处理等有所不同，在各类数控机床样本资料介绍中，常用的标准有美国标准（ NAS）和美国机床制造商协会推荐标准、德国标准（ VDI）、日本标准（ JIS）、国际标准化组织（ ISO）和我国国家标准 (GB)。 在 此资料来自企业 这些标准中规定最低的是日本标准，因为它的测量方法是使用单组稳定数据为基础，然后又取出用 177。 值把误差值压缩一半，所以用它的测量方法测出的定位精度往往比用其他标准测出的相差一倍以上。 其他几种标准尽管处理数据上有所区别，但都反映了要按误差统计规律来分析测量定位精度，即对数控机床某一可控轴行程中某一个定位点误差，应该反映出该点在以后机床长期使用中成千上万次在此定位的误差，而我们在测量时只能测量有限次数（一般 5～ 7次）。 为了真实反映这个定位点周围一组随机分散的点 群定位误差分布范围，我们采用了误差统计规律数据处理方法。 例如，按老的 ISO标准推荐 177。 3σ 散差处理办法，我们来测量一台加工中心机床上某一个坐标精度，如图 1所示。 图 1 定位精度曲线 若我们对其中的某一定位点在正、反方向趋近该定位点，定位七次（ N=7），其每一次实测数据如下： 4μm 、 2μm 、 1μm 、 0、 1μm 、 2μm 、 4μm。 按 ISO标准规定，该定位点散差的平均值为 △Xn=0 ，其散差 3σ 约为。 该点定位误差分布如图 2 所示。 此资料来自企业 图 2 定位误差分布范围 图 2 显示，在该定位点上，当正反方向反复定位时，将有 %的可能性在 177。 3σ= 范围以内。 在德国 VDI 标准内规定 5σ ，将得到比这更大 的误差。 因此，这一重复定位精度为。 从 1998 年以来，国际上开始试运行新标准，按 4σ 处理将得到重复定位精度为 ，但该算法反映了 95%左右定位点范围。 按日本 JIS 标准处理上述情况，将得到重复定位精度为 177。 4μm。 从这里看出，JIS 标准规定精度是最松的，而 VDI 标准要求最为严格。 图 1 所示的定位精度曲线，实际上是用整个行程内一连串定位点的定位误差包络线构成全程定位精度范围。 现在针对数控机床，测量定位精度和重复定位精度一般都用激光测距仪，编制一个测量运动程序，让机床运动部件每间隔（ 50～ 100）mm移动一个点，往复运动 5～ 7次，与测距仪相连的计算机应用软件就会处理出各标准的检测结果。 从机床定位精度可估算出该机床加工时可能达到的精度，如在单轴上移动加工两个孔的孔距精度约为单轴在该段定位误差的 1～ 2倍（具体误差值与工艺因素密切相关）。 机床的定位精度与该机床的几何精度相匹配，精密级定位精度的机床要求该机床的几何精度也不能低于同类的坐标镗床。 现在有一些用户对批量生产的典型零件加工，提出设备工艺能力系数的考核，要求 CPK 值 ～ ，这实质上是要求机床精度相对零件精度允差要有足够精度储备，这样才 能满足批量生产加工精度稳定性要求。 此资料来自企业 对定位精度要求较高的机床，必须关注它的进给伺服系统是采用半闭环方式，还是全闭环方式，必须关注使用检测元件的精度及稳定性。 机床采用半闭环伺服驱动方式时的精度稳定性要受到一些外界因素影响，例如，传动链中因工作温度变化引起滚珠丝杠长度变化，这必然使工作台实际定位位置产生漂移影响，进而影响加工件的加工精度。 图 3是目前常用的进给传动链的一般结构。 在半闭环控制方式下，位置检测元件放在伺服电机另一端。 滚珠丝杠轴向位置主要 *一端固定，另一端可以自由伸。