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.pdf

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1、GB/T 17421. 2 -2日00hdH唱t引HH本标准是根据ISO230-2，)97(机床检验iN则第2部分:数控轴线的工E位精度和l重复定价精度f(r确定h对GB/T10931-1989(数字控制机床位置精度的拌ii:方法进行修订的。丰标准等效采用阿际标准ISO230-2 ,1 997 , 本标准与ISO230 2 , 1 ，1日7的主要差异-l范例按GB/T1. J的规定进行f改写:2.F4.3.2巾增加了特殊情况(如亘型机床)按附录儿，以适山重咱机床采肘、贯彻卒标准。本标准主jC;niT 10931- 1989 的土要差异:1用.，标准不确定度代替标11t:偏差.用.覆盖因丁2代替

2、覆荒国f扩，2增加了轴线双向定位系统偏羔E.并用轴线双向平均1宣偏差M代替位置系统偏差f讪-3取消原标准附录AfJ准偏差近似估算法;4. !Y.IJ章复定位精度J.I.，号虑到反向差f直凡的影响，5按ISO2:10-2，99对位置精度的评定参数和检验条件作了中111屯修改，本标准是机床检验通则系列标准的一部分，GB/T17421在机床检验通mu)的总标题下，包括以下5部分z第1部分:在无负荷或精加工条件下机床的几何精度第2部分:数控轴线的定位精度和重复豆豆位精度的确定第3部分-热放出的评定第4部分:数控机床的困检验第5部分2噪声(U前我国有GB!T4215-19日H金属切削机床曦卢卢功半级的测

3、定刀和GB!T 16769 19971 _ P , 2. 6单向unidirectional 以相同的方向沿轴线或绕轴线趋近某日tJJ位青的一系列测量符号+表示从，1:h rfiJ趋近所得的参数.符号+表示从负方向趋近所得的参数D如Xt或工t c 2.7 旦riJbidirectiotlsl 从两个方向沿轴线或绕轴线趋近某目标位置的一系列测量所测得的参缴。2. 8 扩展不确定度expanded uncertainty 定量地确应一个测量结果的民间，i在怪问期塑包含大部分的数值分布32.9覆盖因fcovcrage factor 为获得扩展不确定度而用作标准不确定度倍率的个数值l叫了国家质量技术监

4、督局2000-02 -18批准2000 06 01实施:;, 1 () G!T 17421. 2 - 2000 2. 10某位置的单向平均位置偏差x.或x.t men unidirectional psitionll deviatio们ata position .X,. t or X , t 由次单向趋近某1;置l飞所得的位置偏差的算术于均值U支4芒1飞;1XA n -和X，, =士与工+2. 11 某位置的双向平均位置偏差Xmean bidrectiol1 n positonal cleviation 8t (1 posito口，主从两个方向趋近某位哇j气所得的单向平均作置偏斧7EA和丁it

5、的算术午1也值b互交.十玄，一一2 2. 12某位置的反向差值B.-reversal value at 1 p肘iuon, 从两个方向趋近某位置时两(Jtr句平均位置偏元之差eE二x，t-X，-I2, 13 轴线反rJ差值Breversl 刊luef an ax :s .B 沿轴线或绕轴线的各目标位置的反向美值的绝对值IH, i中的展1l户B maxCIB,I: 2, 14 轴线平均反向差值Bmean revNsal valu e. of an axis. B 沿轴线或绕轴线的各个目标位置反向差值B的算术平均值。B _l飞升Brmr1 2 , 15 在某一位置的单向定位标准不确定度的估算值52

6、4或S;t estimator of the uniclirvCl iOIwl standard uncerti1 my of psitionin日ata posit10n.51A or51V 和通过对某一位置丑的n/单向趋近所获得的位置偏差标准不确定度的估算值。S , t 二lLhxJ14引)气J11J5 , t士ilL主风+立t) VHIPl 2 , 1衍6某一f位守宣的单向重复定位7精度且1干或R，i-u川川n凶r町e凹ctl川tlonR. t or R , y 由某4位置p，的单向位置偏差的扩展不确定度确定的也图，覆茬因子为20R44一=431A手QR. -1 45, -1 2. 17

7、某位置的双向重复定位精度且bidrectonalrept:atability of positioning川po.-.jton.R RI二maxC2Sjt十25，t - I , ,R , t ，此n2. 1日轴线单向重复定位精度Rt或且+以及轴线双向重复;2位精度.Nunidirectional fI.:pC:lt扎hi I i t、of posit.ioning R t or R and bidirectionll repcatbility of positioning R of an axit 沿轴线或绕轴线的任一位置p，的豆复定位精度的最大值。! + -= max二lflAR t = m

8、axCR, f J FdIILax:tf1: 2. 19 轴线单向址价系统偏差E干或E由unidireClional sy.-;tematic position,d OfV口11门口。i川口气t or E 1-G/T 17421. 2 2000 Y昔轴线或绕轴线的任位置PI单rIJ趋近的单向于均位置偏安主X和工+的最值与段小值的ft数差cE二maxX，t : .- minX, + J 和lq 二m启文万tJ - min Xi ., -1 2.20 轴线成IbJ5tr系统偏差Ehchrectional systematic psitunal dcviation of (1 n n.xis.产汾轴

9、线或绕轴线的ff:-位置pl卡烈向趋近的单向平均位置偏差X，+和X，.的最大伯与最小值的代数差。E - maxCX, t ;X, J -min_X，干，主+2. 21 轴线双向平均位置偏差lt，;mean biJ. ircctional positional devation ()f an axis , AI 沿轴线或绕轴线的任位置丑的双向半均j，j置偏差X，的最大值与最小值的代数LM maxCXJ - minCX, J 2.22 轴线单向定位精度At M A . unidirectional accurllcy of positioning of an ax凹./+or.1，出单向定位系统偏

10、差和单向定位标准不确定应估算值的2倍的组合米确定的范用。A t maxCX, + + 25, t J - minCX, - 2S, t J 和At二maxC支.十25!干J-min玄，.- 25, t J 2.23 轴线双向定jl精度Abidirectional accuracy of positioning of an axis ,A 由双向也jL系统偏差和l双向定位标准不确定度估算值的2部的组合米确定的范围。A二maxCX，t一25，t ;主，t十25，J-min(X，丰25，t ;X, 25+ 5检验条件3. 1 环境为满足机床按规定精度运转，建议供方/制造厂提出适宜的温度环境的规定。规

11、定中，_.般应包括平均室温、平均温度偏差的最大幅度和频率范围以及到、境温度梯度等。内用户负责在安装现场提供机床操作和性能试验的远宜温度环境。当用户遵守供方/制造)所提lfi的规定电则供i/制造厂应对所检测的机床性能负责。最为理想是使测量仪器和被检对象处于20C的环境下迸行检测。如不在20C1检测.则必须修正轴线定位系统和检测设备间的名义差胀CNDEl，以获得修正到20C的检测结果。在这种情况卡.需要测量机床定位系统和检测设备的代表性部位的温度。应该注意.任何与20C的温差均可对有效膨胀系数下的不确定度产牛个附加不确定度，而有效膨胀系数是供补偿用的。所产生的不确定度的常用值为士ZI1m/Cm.

12、C)I见附录Bl。因此在检验挝告中应记录实际的训度。供方/制造厂应提供轴线定位系统的有效膨胀系数。机床和检具应在检测环境中放置足够长的时间(最好过夜)以确保在检骑前达到热稳定状态。民:避免气流和外部辐射，如阳光、外部热源等。在检验前12b和检验过程中以度每小时为单位的环境温度变化率应在制造!和用户协议规定的范围内向3. 2 被检机床被检机床应完成装配并经充分运转。在开始检验定位精度和重复定位精度之前.机床的调平、儿何精度和功能检验都应完伞符合要求。检验期间若使用机内补偿程序，应记录在检验报告中b所有的检验均应在机床无负载，即元L件的条件下进行。11检验轴线伫的滑饭或运动部件的作置应在俭验单上标

13、明U3. 3 也升GBT 17421. 2 . 2000 为了在止常工作条件F检验机床，检捡前应技供方/制造的规定或供方l制选jtJ用户的协议进行适当的升温q如果未规定条件，则在检始前的运动只限于调整测量仪器的需祟连续地趋近任一特定的目标位置时，若偏差成一有序序列，I主考虑到热状态尚不稳定，则l但通过71温运转使这些趋势减至最低限度c4 检验程序4. 1 操作方法按机床编制程序使i孟动部件沿着或用绕轴线运动到一系列的目标价置，并在各目标位置停留足够的时间.以便测量和记录实际位置。机床应跤程序以同一的进给速度在目标位置间移功。4. 2 目标位置的选择每个目际位置的数值可自由选择，-般应按下如l公

14、式:f, (, -j)P十?式中., 现行目标位置的序号:P一-目标位置的问距，使测量行程V句的目标位置之间有均匀的间距zF 在各目标位置取不同的俏，获得全测量行程上目标位置的不均匀间隔.以保证周期误差(例如滚珠始杠导程以及直线或回转感应器的节距所引起的误差)被充分地采样口4.3 测量4. 3. 1 装置和仪器测量装宦用于测量轴线运动方向t夹持刀具的部件和夹持工件的部件间产生的相对f;i移。检验单上应记录测量仪器的位置c检验单上应说明机床部件上温度传感器的位置和补偿程序的类型。4.3.2 行程至2000mm的线性轴线的检拚在行程至20mm的线性轴线上，应按4.2的规定每米至少选择5个目标位置，

15、并且在斗:i I主少也应有5个目标位置3l主按标准检验循环t见图1)在所有H标位琶进行测量b每个目标位营在每个方OJ1 f,ji jj1IJl量5次特殊情况(如重型机床)按附录A.住。选择改变方向的位置时应考虑机床的正常运行(追到规定的进给速度), 4. 3. 3 行程超过2000mm的线性轴线的检拚袖线行程超过2000mm时，可通过在每个方向对目标价置进行一次单向趋近对整个轴线测量打程进行检验，按4.2的规定选择目栋位置，平均间隔*度P取250mmo在测量传感器是由.1L个冗何一构成的情况下必须选择附加的目标位置来确保每个元件至少有一个目标位啻在行程超过2000mm的情况下，需按4.3. 2

16、的规定进行检验.应按供方f制造J初期尸的约定了Et常工作范嗣内进行。4. 3. 4 行程至3600的回转轴线的检验检验应在表1给定的目标位置进行巳应按1.2的规:确定目标位置，主要位置。、O气180和270应包括在内。G/T 17421. 2 2000 f心i 中十斗-1十个十斗卜一牛牛一卢一调ll-1_ 蛙生(j秤;_ 9(1 90。相:180公_18() 中罔I标准检验循环表1l口|转轴线的目标位置F 吁i外_lln最少时怀位置数3 8 4. 3. 5 j-j程超过361尸的国转轴线的检验h-a转轴线行程超过3600至1801Y(Sr)时，在总测量行程l二呵通过在每个厅向1、I间隔不超过5

17、;的H你付置iEf了次单向趋近检验在fJ和超过360的情况r.需按4.3. .1的规定进行检验.lE按供J/制造J和jJ甘户的约定在lE常I作范阳内进衍c5 结果的评定5. 1 行程全2000 mm的线性轴线和Ih程至:l60。的回转轴线对每个目标位置旦在每方向t作lX趋近(S).安计算第2市巾定立的参数还些汁算恨限偏差X.干十.t和x. t :!S , A 和可，.+ ZS , 和IX , 2.5, 5. 2 行程超过2000 rnm的线，It轴线平HTT程超过360的同转轴线x.f句目标位置在每个方向上作一次趋近(，j)，要ft算第二章中定义的适当参数fll ,.J 标准不确定度(2.1

18、S)、重复定位精度(2.16、2.17和2.18)以及定位精度(2.22勺2.23)均不适用36 供方/制造厂和用户之间的协商要点供方/制造厂和周户之间的协商要点如卜:I )检验前12h和检验期间每小时环境温度的最大变化率(见3.1 ) ; b)测量仪器的位置和温度传感器的位置(见4.3.1);, I GiT 17421. 2 - 2000 c )机IA检验前的JH垫付见3.3) : d)目标价置问的进给速度，e) 1m需要.应明确)+)1正常工作范围的2()OUmm或3t 0测量行程的轮投(见ti1或1.: . i; f )小在检验范围内的滑棍和l移z出部件的位置;趴在每个目标位置的停留时间

19、3h)确在给1l和最f月1个同标tt宦J7 结果的表达7, 1 表达h法为f与i咽尉方案相致，结果表爪的优先h法是采用图解法Jj将卡述Jij!Ll附E怜除报节|测量仪器的位宦s机床部作l.温度传感器的位置I补位程序的类币，检阶日期;机床型号、各称、型式(水平主轴或母直一卡制)和坐标辅行科，使用的检驹设备清单.包括供Ji制造!的名称、元件的刑号和编号(肌激光头、tJY件、温度任感器等): 用t轴线iE仰的检测JC件类型及其对名义左胀修正的热膨胀系数(如被珠f主中和旋转编码器、破硝尺、感应同址，器和磁尺等); 在检轴线名称及其测量线相对j非有检轴线的位宜(该位吉通过刀共基讯、Lfll,t j 1)

20、偏tf吱非I检轴线的价置来确定.t述两项偏置根据机床不同结构确定;-一在每目标价置的进给速度和作即时间唱名义目标位置的编勺，机床检扮前的丹温(循环次数或空j豆转时间和进给率);在检验卅始和结束时，但温监传感器.在机床有代表性的检测儿件和l朽的111关斗1Li叫出，在抢拍片始和结束时，测量环境温度z1m有必要.标出检斡开始和结束时的气斥和湿度;干检验循环中是世应用f内部补偿程序;、气使用气体或油叫.其气体或油应具有一定的!王); JI州次i&(，二5l;X: 11 - l) 7.2 参数以F参数均以数字给右，选取带(关)参数的检验结果可为机床验收提供依据们M:l，:!I所始的zfl果咱图21飞x

21、.v_式tu工Ql.(.，.编导:x x x.编号xxxxx韧LL革型号、名称和ili厂编号测量仪器有称和编号X 滚珠丝杠和旋转编码器是5 , 反lJ和业缸C) 1 000 mm/min 11m/Cm. 柏拉卷数检验的轴线柿测兀n的委型zNDE修正(是或厅、是)检测JL件的热膨胀革数(用TDE修iE)进给速度在每目标位置停阳时间，使用补偿Y=300 mm;t=3S0 mmjC=Oo 。/0/120mn飞。/0/30mm 检验位置平在检验巾的轴线位置。) J J.l, 1;1;准偏置(X/Y/Z)工件基准偏置(X/Y!L:), 拮束温度/( 22.9 23. 1 20. q 步千始温度/21.

22、8 位置士作台X=50mm 工作自X二1OO mm 检验条件温度传感器材料传感器拜I材料传感器7了2宅气传感器22. 4 20. 6 i二作区的中间位置102. 4 kPa 60; 气阳电气湿皮H 月作检验口期柿骑自姓名xxx O. 004 0.002 ? _ -J 一一U + 吨斗气的N一一-x t 王士2St- 一句NO. 000 0.002 O. 00.1 EE削理O. 006 OOO 15朋1000 位青/mm50C 。单向定位精度和重复定位精度阁2b34 GB/T 17421.2- 2000 附录A (提革的附录)阶梯循环本附录叙述丁可供选择应用的阶梯循环L见图Al)。- 唱一图Al

23、阶梯循环才在检验中使用阶梯循环与使用图l所示的标准检验循环得到的如果可能不|司J标准检验橱环巾.从相反方向趋近两端点目标位琶的时间间隔相差很火削阶梯j盾环中从H趋近每个目标位置的时间间隔较短，但第和终点目标价置的测量时间lJ隔较长。Ii , 按照标准检验循环的测量可反应热效庇。在检验期间，沿轴线的各个U标位置的热敬fJ/小问。测量中热效应在反向差值II和重复定位精度丘上可能是明显的。就阶梯循环来说.热效!赶在双向平均位置偏差的范围M上也许是明显的，而机!萃的热性能对反Ihl差值和重复定位精度影响很小u) . r I GBjT 17421. 2 2000 附录B(提示的附录)文献目录1 (测量不确定度的表达指南队国际计量局/国际电工委员会/国际临床化学联合会/同际标准化组织l国际法制计量组织/国际理论化学和应用化学联合会/国际物理和应用物理协会(BlPl1IEC n. ( ISO!()l1L!IUPAC!lUPAPl .2.3.5、2.3. 6和附录G.1993.ISBN92-97-10188 9. 2 A!SI1389.日.2，1988.1(用于尺寸测量的环境温度和湿度儿3,)()