第七章检测技术在数控机床中的应用.ppt

第七章检测技术在数控机床中的应用;第一节数控机床的精度检测 数控机床加工精度的高低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，数控机床各项性能指标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。 一、数控机床精度分类 数控机床的加工精度主要体现在以下四个方面：①工件精度：表现在前一工序留下的误差，还有工件的结构工艺性及刚性不足等条件下产生的误差；②夹具精度：主要是夹具的定位精度及夹具结构的合理性与刚性等因素；③刀具精度：刀具本身的尺寸精度、几何形状精度及其磨损等；④量具精度：取决于量具等级。 数控机床的加工精度包括：静态精度和动态精度。数控机床的静态和动态精度主要包括三个方面：几何精度、定位精度、随动(跟随或伺服)精度。 ⒈几何精度 指机床基准部件的几何形状精度、尺寸精度及空间位置精度等所组成的精度，即在机床不切削情况下的静态精度。常用千分表、平尺、检验棒、精度天平仪、自准直尺、激光干涉仪及电子水平仪等检查。; 几何精度包括以下三种： ⑴基准面精度：指工作台表面的平面度、导轨的直线度等。 ⑵主轴回转精度：主轴的径向跳动、轴向窜动等。 ⑶直线运动精度：平行度、垂直度、同轴度、不相交度等(主要是空间精度方面)。 ⒉定位精度 指机床运动件达到某种要求位置的精度。它是数控机床的重要指标之一。在一般机床中仅卧式镗床及坐标镗床才有此精度要求。为避免工件、刀具、夹具系统的影响，通常定位精度也是在不切削条件下进行测量的。它也属于静态精度的一种。定位精度主要有直线定位精度、分度精度、重复定位精度、失动(或叫空程)四项。 ⒊随动(跟随或伺服)精度 在连续轮廓控制系统的数控机床中，随动精度是指指令位置与机床运动轨迹之间的相近程度，跟随精度取决于跟随误差(或速度误差)与动态误差(或加速度误差)的大小。 二、 几何精度检测 (一) 数控机床精度检验方法 ⒈数控机床精度检验的试验 对数控机床进行精度检验时，经常要通过如空载检验、负载检验、主轴检验及进给检验等多面的试验,具体如下： ⑴ 空载试验 ⑵ 数控系统装置的试验 (3) 主轴系统的试验 ;(4) 进给系统的试验 (5) 负载运转试验 ⒉数控机床精度检验常用的方法 直接法、样件法和间接法都是数控机床做精度检验时常用的方法，如下： (1)直接法：以测量被加工工件的精度来评价机床的精度。这种方法是综合性质的，不大容易区分出误差存在的实际环节，因此多用在数控机床生产工厂的产品出厂检验。 (2)样件法(或称为跟踪法)：本方法实质上是先设计并精确制造一个标准样件，安装在被测的数控机床工作台上代替被加工的工件。在机床刀具所装的主轴或刀夹上改装一个位移测头，用预先编好的样件加工程序驱动机床，使测头所走的轨迹，理论上应与样件加工表面轮廓相一致。 试件跟踪法是一种静态精度的综合检验，它易于实现检验的自动化。 ;(3) 间接法 测量机床本身的精度来评价数控机床的精度是最常用的一种方法，但考虑到机床本身而没有考虑到加工时的一些影响，故称为间接法。间接法主要用于数控机床的几何精度、定位精度检验。随动精度和加工精度大多采用直接法进行检查。 （二）影响数控机床的几何精度的因素 数控机床在切削加工过程中，由于受力、热等外界因素的影响使机床零部件产生一定程度的变形，从而影响到机床的几何精度。 表7-1列出了数控机床切削加工过程中各种外界因素影响到几何精度的内容。 表7-1 影响几何精度表 ;（三）数控车床的几何精度检验项目及方法。 根据数控车床加工的特点和使用范围，要求其加工的零件外圆圆度和圆柱度、加工平面的平面度在要求的公差范围内；对定位精度和重复定位精度也要达到一定的精度等级，以保证被加工零件的尺寸精度和形状公差。详见课本表7-2。 （四）数控铣床的几何精度检验项目及方法 数控铣床的三个基本直线运动轴构成了空间直角坐标系的三个坐标轴，因此三个坐标应相互垂直。铣床的几何精度均围绕着“垂直”和“平行” 展开，其精度要求详见课本表7-3。 三、定位精度检测 数控机床定位精度是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。精度的大小取决于数控系统和机械传动系统的综合误差，它将直接反映加工工件所能达到的精度。 （一）数控机床定位误差测量应注意的问题 由于数控机床的定位误差产生原因是多方面因素造成的，如有时是因滚珠丝杠和齿轮传动会造成周期性误差。但有时却是别的因素造成定位误差，因此进行定位精度测量时，若选择的测量点正好与误差的周期一致，则周期误差有可能测量不出来，这时所测得的定位精度就不;对了。故在全行程上选择测量点时，最好不用等距的，而是变距的，甚至是随机的，这是值得注意的。 （二）影响数控机床定位精度检验的主要因