GB T 10931-1989 数字控制机床 位置精度的评定方法.pdf

1、中华人民共和国国家标准数字控制机床位置精度的评定方法Numerically controlled machine恼。18一Determination of accuracy and repeatabiU句。fpositionlng 1 主题内容与适用惹圈GB 10931-89 本标准规定了数字控髓杭床和机床数控黯件直线运动和回转运动位置精度的评定方法.本棕准适用于数字控制槐床租机京数控附件位置精度的检验和评定，具有位置精重要求的其他机床亦可参照采用。2 术语和代号2.1 昌栋位置Pjtarget position 运动部件预定要达嚣的位置.下挥j表示目标位置序号。j=l、2、m。2.2 单向趋

2、近unidirectional appoach 在检验中，运动部件从招商的方向沿轴线或绕轴线向目标佳量趋近。2.3 双向趋近bidirectional appoach 在栓验中，运动部件从王、负商个方向措轴线或绕轴线向目标位置趋近。2.4 实际位置Pijt或Pijt actual position 运动部件第ilX肉第j个目标位置趋近时，实际达到的位置，克图loi表示检测序号，i=1、2、.n0 符号辛表示王方向趋近，符号+表示负方向趋近2.5 位置偏差Xijt或Xijt deviation of position 实际位置藏目标位置之差前r且同:P1 Pu1 PII J. XIIJ. I X

3、u品时1r:1崎JJZXij号=Pijt-Pj X司专=P远t-Pj 中华人民共和E抗械电子工业部1989-03-25批准. ( 1 ) ( 2 ) 1990-01-01实施GB 10931-89 2.6 单向平均住置键差Xjt或无tmean unidirectional deviation of a position n次单向趋近自挥位置Pj时，位置铺差的平均值，见菌2。对=士主Xjjt ( 3 ) 主专=士主Xd. ( 4 ) 2.7 吕标位置的反向差锺Bjreversai value of a target position 从王、负两个方向趋近目栋位置Pj时，正向平均位置镰差减负向平均

4、位置偏差之差筐，见图20Bj=Xjt -Xj专 ( 5 ) 2.8 位置偏差的挥准铺盖Sjt或Sjt standard deviation of a positional deviation nlX单向趋远目标位置Pj时，自位置偏差计算出来的标准偏差，克国2。价=J二121时-Xj t)2 ( 6 ) Sjt =J击主1XEJ一刀)2 ( 7 ) 飞句伺Xlj占锺分布频率吕保位置PjXljT值分布频率图2吕标位置Pj各偏差分布2.9 目标位置的重复定位精度Rjt或Rjt repeatability of positioni吨ofa target position 自挥位置Pj标准偏差的6锚，见

5、嚣30Rjt = 6Sj夺.( 8 ) Rjt = 6Sj t .( 9 ) 偏差pmXr 2 。-2 -4 GB 10931-89 XjJ, 3SJ 留3用线蜀表示位置精度RJT=6Sj RjJ，=萄SjJ，2. 10 向平均位置偏差主jmean bidirectional deviation of a position 正负方向平均位置偏差的平均璧。主=(主jt + Xj t )/2 2.11 位量系统偏差P.positional systematic deviation 各自栋位置向平均位置辘差的最大值减最小锺之差筐，见蜀3。P. = Xj t max - Xj min 2.12 轴线的

6、重复定位精度Rrepeatability of positioning of an axis 各吕标位置重复定位精度Rj辛辛nRj t中的最大值。2.13 轴线的定位精度Aaccuracy of positioning of an axis 2.13.1 单商定位精度Auunidirectional accuracy of positioning 王向趋远各目标位置时( 10 ) ( 11 ) Au t = (支冲十3Sj于)_.-(主3号-3Sj t )min . . . ( 12 ) 负向趋近各目标位置时Au. = (立j.+ 3Sj ) . x一(Xjt - 3Sj t )m四. . .

7、 . ( 13 ) 取Aut和A延+中的较大值。2.13.2 双向定位精度Abidirectional accuracy of positioning 双向趋近各目标位置时，(之t+3Sj宁、(Xjt + 3Sj )中的最大量藏(Xjt - 3Sj t)、(Xjt-3Sj t )中的最小值之差值，觅图30A = (Xj + 3Sj).x一(Xj- 3S)min 2. 14 轴线的反向差值Breversal value of an axis 各目标住置反向差值中的最大绝对值。B = IBjlmax 3 位置精度的评定项目位置精度主要评定三项z.( 14 ) . ( 15 ) a. 轴线的重复定位

8、精度R，b. 轴线的定位精度A(或Au), C. 轴线的反向差值Bo羁得的结构用数蟹和图线表示-4 撞酒最件4. 1 环境GB 10931-89 被漏机床和撞测银器、工具应在撞测环撞中放置足够时间，使他的娃子等温状态.栓费时应避免气流、自晒或外部热摞等直接影囔.位置精度的评定，环境温度以20C为准.环境条件应根据各类杭床作具体规定，一般应符合下列规定在a. 环撞温度在15-25它毫圈Fb. 撞撞前机来应在撞撞环境中等握不少于12h, C. 智L床占有空间任意点的温度梯度不超过0.5C/ho 4.2 被割就床检测位置精度前扭床应调平，其功能试验和几何精度栓费应达到要求，杭床应接髓造厂的麓定在符合

9、使用条件下进行空运转，各运动部件应作适当运动，使润滑处于王啻状态。非撞测的运动部侍应置于行程中部位置或稳定位置.机床在无负荷情况下进行栓测。5 撞测方法5.1 测量范围测量应在全部工作范围内进行.栓源工具应安装在常用工作位置上。5.2 撞割方向根据智l凉的结构特性规定接单向或双向桂测.如未指明，赔按双向评定。5.3操作方法在检测峙，板床运动部件应接编制的程序，以快速或接制造厂规定的速度沿轴线或绕轴线运动.在测量位置上应停留是够时间.IU费观察和记录实际位置.5.4 昌标位置的选择每个目标毡置Pj应踵机选取，为使周期误差得到充分反映，一般应符合式(16); Pj = (j - l)t + r .

10、 ( 16 ) 式中:j一-棒位置序号j=1，2，mot一-标位置的闰距，应取整数.丝杠传动时t不应等于导疆的倍数。f一一任意十进辑小数，位数与最小设定单位担当e每个目标位置取不同值。当j=1时，取r=00 5.5撞测5.5.1 直线运动的桂糖5.5.1.1 吕标位置数量和正、负方向循环次教授下表规定.GB 10931的行程目标位置数个正、负方向键环数次mm 二注;1000 5 1000-2000 10 常理工作行程。200010 2000-6000 其余行程每250或5001 6000 注:1)常用工作行程的位置自创造厂与愿户协商决定或由制造厂规定，5.5.1.2循环方式运动部件循环方式z&

11、. 线性键环，见菌幻P, b. 介梅悟到.吐怜J5 P, P. P. p事卡卡-咱-4户一一一-+|￥14 dl:J占J1、P. i￥I 5 pr撑船主1毛二注5 3 自制造厂与用户协商决定P. P. GB 10931-89 5.5.2 回转运动的检测检测应在00，900，1800，270。四个主要位置进行。如果机床结构允许任意分度，除4个主要位置外，可任意再选择3个位置进行。正、负方向循环检测5次，循环方式与5.5.1.2相同。如果使用光学多丽棱体，则检测的位置曲多面梭体的面数确定。5.5.3 按机床的结构特性规定检测方法有的机床受结构和使用限制不能正、负两个方向趋近，有的不能多次循环检测，

12、这类机床的检测方法与正常的情况有所不同，因此应在其有关的技术文件中加以明确说明。6 袖线定位精度A的允慧给定方式轴线定位精度A的允整按直线运动和回转运动分为线性允援和角度允兹两种。6. 线性允兼线性允楚的给定方式主要有以下3种ta. 在全行程上规定允盏;b. 根据被测对象的长度分段规定允差例:在1000 mm长度内为0.015mm，每增加500mm允笼值增加0.005mm，最大允袭值为0.05 mmo 也可用我格形式表示!C. 用周部公差方式规定允差例:在任意300mm测最长度上为0.012mm; d. 既规定局部公恙，同时也规定金行程的允楚。例:在任意300mm测量长度上为0.0川1mm，在

13、金行穗上为0.03mm6.2 角度允翠角度允援的给定方式为在全部回转范围内规定允盖.A1 位置偏量极整WJA2 近似估算法的标准偏慧SJWGB 10931-89 附录A标准偏整近似估算法参考件.)W j t = xij t max - xij t min W j t = xij t max一Xijt min Sjw t = wd /k Sjwt =wjt/k 式中:k一一与检测次数n有关的系数，见表A1。n k B1 直线运动位置精度检测示例见表B1、图B1。B2 回转运动位置精度检测示例见表B2、图B2。表A1附录B检测示例(参考件). ( A1 ) ( A2 ) ( A3 ) ( A4 )

14、 10 3.073 GB 10931-89 VM .J挺No啤.h叫 帽、m 15 方向.4.= 17.5 -R= 7.46 / / 回唱反10 5 。x , -5 x，:主3S，A.= 17.5 R=8.47 方向-圄-10 10 。-5 5 -一-x，士3S，-10 -x, x, 嘟曲同，、一-x，士3S，帽-2-kA =19.89 P.- 1Z .41 R= 7.45 83.5 双向越远15 10 15 14 13 12 11 10 8 7 6 5 4 s z -10 位置1mm z。2058 1197 用图线表后直线运动位置精度检测结果814 图Bl。GB 10931-89 A.z 4

15、.%0 R 3. 42 4阻廉No方向/ / / / 4 3 -XJ -a.，咱9.鸭国2 l -x.土35.。，、-1800 2700 900 。-Xj Au= 3. 130 R 2.120 方向3 2 l 一-Xj:l:3S, -1800 。，-. -XJ -X.主35，- XJ 2700 ，、900 双向越远A =4.20 B=0.7 R=3.42 。4 3 l 。，2 2700 用图线表示回转运动位置精度检测结果1800 900 图B2。-GB 10931-89 目标位置序号j1 2 3 4 目标位置Pj,mm 。171. 231 342.352 513.473 趋近方向1 1. 2

16、。一1.5一3.8一1.3-5.6 -3.4 -5.8 3.3 。-0.6 -4.6 一1.7一5.6一3.1-4.4 位置偏差Xij il3 3.7 0.3 -0.2 一3.5一1.9一4.3-3.3 -5.5 4 2.7 -1.7 0.3 -4.3 -2.1 -5.3 -2.1 -4.6 5 3.4 -0.2 一0.8-4.1 -2.0 -4.3 -2.0 -4.5 平均位置偏差2.86 一0.32一0.56-4.06 -1. 80 一5.02-2.78 -4.96 Xj 标准偏差飞0.996 0.792 0.673 0.428 0.316 0.669 0.676 0.642 Sj 3Sj

17、 2.990 2.375 2.019 1.283 0.949 2.006 2.028 1. 928 6Sj 5.980 4.750 4.038 2.566 1.897 4.012 4.056 3.856 主j+ 3Sj 5.850 2.055 1. 459 -2.77 -0.85 一3.014-0.752 一3.032Xj - 3Sj 一o.130 一2.695-2.579 一5.343-2.749 一7.026一4.808一6.888反向差值3. 18 Bj = Xjt - Xj+ 3.50 3.22 2. 18 . 6S t或6Sj+中5.98 4.04 4.01 4.06 较大值主jt和

18、宜，的1. 27 平均值Xj-2.31 -3.41 -3.87 反向差值B= IBlmaz = 3.5m 重复定位精度R= 6Sjmaz = 7.45m 位置系统偏差Pa= Xjmaz = Xjmin = 8.61一(-3.87) = 12.48(m) 定位精度单向Au = (Xj t + 3Sj t )maz - (Xj t - 3Sj t )min = 11.873一(-5.623) = 17. 5(m) 双向A = (Xj + 3Sj)maz一戈一3Sj)min= 11.873一(-8.014) = 19. 89(m) 表B1直线运动5 6 684.594 855. 637 + -3.8

19、 一5.6一0.7一1.7一1.6一3.6一0.6一2.3一0.9-5.5 一0.1-1. 2 -2.4 -3.6 一0.5一0.9一0.8一5.60.5 -2.5 -1. 90 -4.78 一0.28-1. 72 1.241 1. 078 0.492 0.687 3.723 3.234 1. 476 2.061 7.446 6.468 2.951 4.122 1. 823 -1. 546 1. 196 0.341 一5.623-8.014 -1. 75E -3.781 2.88 1. 44 7.54 4. 12 -3.34 -1.1. 00 位置精度检测表7 8 1026.759 1 197

20、.871 一2.0-3.5 2.3 一0.4一2.2一3.23.5 0.6 0.1 一3.32.6 1. 4 0.2 -3.4 2.4 1. 2 一0.5-2.4 2.7 1. 0 -0.88 一3.162. 70 0.76 1. 148 O. 439 .474 0.713 3.444 1. 318 1. 423 2.138 6.888 2.636 12.846 4.276 2. 564 -1. 842 2.898 -4.324 -4.478 1. 277 一1.378 2.28 L 94 6.89 -2.02 机床型号编号4.28 L 73 轴线:Y检测循环z线性室温z检验者2日期:GB 1

21、0931-89 9 10 11 1 368.997 1 539.086 1 712.769 O. 9 一0.81. 9 2.2 4.8 4.8 2.2 0.4 2.5 3.7 6.2 4.6 2.5 1. 3 3.3 3.3 7.3 5.7 2.5 1. 6 4. 2 3.6 7.1 5.7 3.3 1. 8 4. 3 4.4 7.5 6.9 2.28 0.86 3.24 3.44 6.58 5.54 0.873 1. 071 1. 04S 0.802 1.112 0.913 2.619 3.213 自.4063.33E 12. 738 5.237 6.426 6.672 4.899 4.07

22、3 6.384 .846 .916 一0.33S-2.35 1. 034 2.802 L 42 一0.201. 04 6.43 6.29 6.67 1. 57 3.34 6.06 12 13 14 15 1 884.634 2 056.513 2 228.412 2400.00 + 10.0 8.2 9.5 6.5 4.9 1. 5 7.1 3.7 9.1 8.3 10.4 7.5 5.6 2.2 7.8 4.3 9.3 7.3 10.9 7.3 5.2 2.2 7.2 3.9 9.4 7.0 9.7 7.9 5.4 2.5 6.9 4.2 10.4 7.1 9.5 6.6 5.3 2.1 7

23、.6 4. 7 9.64 7.58 10.00 7.16 5.28 2. 10 7.32 4.16 0.541 0.622 0.624 0.598 0.259 O. 367 0.37C 0.385 1. 624 1. 866 1. 874 1. 795 O. 776 1. 102 1. l1C 1. 154 3.248 3.732 3.747 3.590 1. 553 2.204 12.221 12.308 11. 264 9.446 11. 874 8.955 6.056 3.202 8.43C 5.314 8.016 5.714 8. 127 5. 36 4.504 0.998 6.210

24、 3.006 2.06 2.84 3. 18 3. 16 3.73 3.75 2.20 2.31 8.61 8.58 3.69 5.74 。目-og-s回转运动位置精度检测表目标位置序号j1 2 3 4 检测循环方式目标位置PjO. 90。180. 270. 趋近方向1 1.5 1. 5 1. 5 1. 5 1. 0 。0.5 1. 0 2 2.0 2.0 1.0 2.0 。1. 0 1. 0 位置偏差z 3 2.0 1.5 1. 5 2.0 。1. 5 1.5 90. Xij 4 2.5 1.5 0.5 2.0 0.5 0.5 1.5 1. 0 5 2.5 1.0 1.5 2.0 0.5 。

25、2.0 0.5 - 飞平均位置偏差无2.1 1.5 1. 2 1.9 0.4 0.1 1. 3 1.0 十万已标准偏差Sj0.42 0.35 0.45 0.22 0.42 0.22 0.57 0.35 180。3Sj 1.25 1.46 1. 34 0.67 1. 25 0.67 1.71 1. 06 6Sj 2.50 2.92 2.64 1. 34 2.50 1. 34 3.42 2.12 -Xj + 3Sj 3.35 2.56 2.54 2.57 1.65 0.77 3.01 2.06 主，一3Sj0.85 0.44 O. 14 1. 23 一0.85一0.57一0.41-0.06 270

26、。恒向差值Bj= Xjt -Xjt 0.6 一0.70.3 0.3 6S;t或6Sd中较大值2.51 2.68 2.51 3.42 Xjt和Xjt的平均值宜，1. 80 1.55 0.25 1. 15 表B2机床型号z编号z轴线z室温z检验者2日期z反向差值B = IBi lmax =0.7 重复定位精度R= 6Simax = 3. 42 位置系统偏差Pa= XjmaX = Xjmin = 1. 80一O.25 = 1. 55 定位精度A=(支j+ 3S)max一(无一3Sj)min=3.35一一O.85) = 4. 20 a四HUM-，JU-anu-mHMU aaa- a凰qa-.，RHMM

27、E咽，圃皿HHHHHMM- a, , 四四圃anFhHMT E二二z-一一一一一一一一一-一一一一一一一一一罩E- . . . - . ._画画画画-幽tm剧，川同Ma-凰h且amM盲HHH阿口MM-mm田nnL嗣U圃川M尸4翩翩EanM恤阳川川自KTmm-J圃田由协川比na-H幽圃mH怖瞌町四L明配副幅MhME阳LEE叩L ，町民川A ，山VMaummh刷刷刷nhmEmmL-n-mmT阳M刷刷川川iEEm叮MhT晶明白mwhMam剧川mm吁皿町m川川剧圃回川也川HUt-iEEm叮L圆刷Mmmn-IIIL-a帽血T1国mw幅，幽rlJ且am剧WHAa且帽幽-t也田mmu.，M同MU同MM剧咽嗣同UM-E田阴阳阳Mm肌隅wllib申幽阳MWHU师MWdm皿mumM吁il刷川剧川国内tl嗣川圃川剧川tI嗣川嗣川剧【仙咀mME同4曲他山A回跑他旺咽4曲肌咽IM咽mm刷rh归LPm唰WMFh融mw川MtM融mm川剧皿田园川i幽-m闸|由Em刷lTl幽-mm1