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數(shù)控加工中心精度標(biāo)準(zhǔn)及定義
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在一份數(shù)控機(jī)床的促銷文章上，機(jī)床A的“定位精度”標(biāo)為0.004mm，而在另一生產(chǎn)商的樣本上，同類機(jī)床B的“定位精度”標(biāo)為0.006mm。從這些數(shù)據(jù)，你會很自然地認(rèn)為機(jī)床A比機(jī)床B的精度要高。然而，事實上很有可能機(jī)床B比機(jī)床A的精度要高，問題就在于機(jī)床A和B的精度分別是如何定義的。
所以，當(dāng)我們談到數(shù)控機(jī)床的“精度”時，務(wù)必要弄清標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)的定義及計算方法。
1. 精度定義
一般說來，精度是指機(jī)床將刀尖點(diǎn)定位至程序目標(biāo)點(diǎn)的能力。然而，測量這種定位能力的辦法很多，更為重要的是，不同的國家有不同的規(guī)定。
日本機(jī)床生產(chǎn)商標(biāo)定“精度”時，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標(biāo)準(zhǔn)。JISB6201一般用于通用機(jī)床和普通數(shù)控機(jī)床，JISB6336一般用于加工中心，JISB6338則一般用于立式加工中心。上述三種標(biāo)準(zhǔn)在定義位置精度時基本相同，文中僅以JIS B6336作為例子，因為一方面該標(biāo)準(zhǔn)較新，另一方面相對于其它兩種標(biāo)準(zhǔn)來說，它要稍稍精確一些。 歐洲機(jī)床生產(chǎn)商，特別是德國廠家，一般采用VDI/DGQ3441標(biāo)準(zhǔn)。 美國機(jī)床生產(chǎn)商通常采用NMTBA(National Machine Tool Builder's Assn)標(biāo)準(zhǔn)(該標(biāo)準(zhǔn)源于美國機(jī)床制造協(xié)會的一項研究，頒布于1968年，后經(jīng)修改)。
上面所提到的這些標(biāo)準(zhǔn)，都與ISO標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)。
當(dāng)標(biāo)定一臺數(shù)控機(jī)床的精度時，非常有必要將其采用的標(biāo)準(zhǔn)一同標(biāo)注出來。同樣一臺機(jī)床，因采用不同標(biāo)準(zhǔn)會顯示出不同的數(shù)據(jù)(采用JIS標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)據(jù)比用美國的NMTBA標(biāo)準(zhǔn)或德國VDI標(biāo)準(zhǔn)明顯偏小)。
2. 同樣的指標(biāo)，不同的含義
經(jīng)常容易混淆的是：同樣的指標(biāo)名在不同的精度標(biāo)準(zhǔn)中代表不同的意義，不同的指標(biāo)名卻具有相同的含義。上述4種標(biāo)準(zhǔn)，除JIS標(biāo)準(zhǔn)之外，皆是在機(jī)床數(shù)控軸上對多目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行多回合測量之后，通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計計算出來的，其關(guān)鍵不同點(diǎn)在于1)目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)量;(2)測量回合數(shù);(3)從單向還是雙向接近目標(biāo)點(diǎn)(此點(diǎn)尤為重要);(4)精度指標(biāo)及其它指標(biāo)的計算方法。
這是4種標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵區(qū)別點(diǎn)描述，正如人們所期待的，總有一天，所有機(jī)床生產(chǎn)商都統(tǒng)一遵循ISO標(biāo)準(zhǔn)。因此，這里選擇ISO標(biāo)準(zhǔn)作為基準(zhǔn)。附表中對4種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較，本文僅涉及線性精度，因為旋轉(zhuǎn)精度的計算原理與之基本一致。
3. ISO標(biāo)準(zhǔn)
在所有現(xiàn)行的精度測量過程中，沿軸向分布的各個目標(biāo)點(diǎn)上都假設(shè)存在一條正態(tài)分布曲線。由于是多回合的測量過程，因此對應(yīng)于每個目標(biāo)點(diǎn)來說，都存在一個實際測定點(diǎn)系列分布，通過對這種分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差計算(累積，多次S)，即可定義該正態(tài)曲線。
一個±3次標(biāo)準(zhǔn)偏差(記做±3s──亦即共6s)可以覆蓋無限個實際點(diǎn)中約99.74%的位置分布情形。而這個發(fā)散度即稱作重復(fù)精度，它是指某一指定目標(biāo)點(diǎn)處的重復(fù)精度。
為了標(biāo)定機(jī)床的定位精度，必須在運(yùn)動軸向上建立一些目標(biāo)位置點(diǎn)，然后根據(jù)目標(biāo)位置點(diǎn)對應(yīng)的一系列實際位置點(diǎn)計算±3s的分布。如果一條理論正態(tài)曲線──或雙向時的兩條──在每個目標(biāo)點(diǎn)上形成，在經(jīng)過3s分布之后，所有正態(tài)曲線中最上端曲線與最下端曲線之間的展寬即ISO230-1標(biāo)準(zhǔn)中所指的定位精度。
軸向重復(fù)精度指目標(biāo)點(diǎn)處一條正態(tài)曲線最大展寬(單向)或兩條正態(tài)曲線(雙向)之和的最大展寬。一個最簡單的理解：重復(fù)精度大約為定位精度的?，但也有例外，并且有時出入還很大。目標(biāo)點(diǎn)的正態(tài)曲線旋轉(zhuǎn)了90°，目的是為了更加直觀地表達(dá)展寬的概念。由于這種分析方法基于最差的定位精度情形，并且?guī)缀醺采w100%的可能的不準(zhǔn)確性，因此可以期望用它能較好地評價數(shù)控機(jī)床的實際性能。
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數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌修復(fù)方法
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