Точность позиционирования станка это

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

ГОСТ 27843-88
(СТ СЭВ 6052-87)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы проверки точности позиционирования

Metalcutting machine tools.
Test methods for positioning accuracy

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на металлорежущие станки с числовым программным управлением (ЧПУ) и устанавливает методы проверки точности позиционирования при перемещении рабочего органа металлорежущего станка.

1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1 . Заданное положением рабочего органа станка P_j — заданное или запрограммированное положение рабочего органа станка, в которое он должен переместиться вдоль или вокруг оси координат.

Индекс j отличает заданное положение от других.

1.2 . Действительное положение рабочего органа станка Р _ij — положение рабочего органа при i -м подходе в j -е заданное положение, определенное измерением. Индекс i может иметь значения 1, 2, 3, . п.

1.3 . Отклонение от заданного положения Х _ij — разность между действительным и заданным положениями рабочего органа станка, определяемое по формуле

Примечание. Вместо обозначения X могут применяться другие обозначения, соответствующие проверяемой координатной оси или углу поворота.

1.4 . Одностороннее позиционирование — перемещение и установка рабочего органа в заданное положение, осуществляемое по или вокруг выбранной оси координат при его движении только в одном направлении. При позиционировании с подходом в положительном направлении применяют символ ↑, а в отрицательном — ↓.

1.5 . Двустороннее позиционирование — перемещение и установка рабочего органа в заданное положение, осуществляемое по или вокруг выбранной оси координат при его движении в обоих направлениях.

1.6 . Среднее одностороннее отклонение от заданного положения _j ↑ или _j ↓ — среднее арифметическое отклонений от заданного положения, определенных в положении P_j в серии п односторонних подходов в заданное положение, определяется по формулам

1.7 . Зона нечувствительности B_j — разность средних односторонних отклонений от заданного положения по или вокруг выбранной оси координат при противоположных направлениях перемещений, определяется по формуле

B_j = _j ↑ — _j↓. (3)

1.8 . Размах отклонения от заданного положения W_j — алгебраическая разность наибольшего и наименьшего отклонений от заданного положения, определяемая из серии п односторонних подходов; в заданном положении P_j , определяется по формулам

1.9 . Среднее квадратическое отклонение от заданного положения S_j — величина, определяемая из серии п односторонних подходов в заданное положение P_j по формулам ( 5 ) или при помощи размахов W_j по формулам ( 6 )

где a_n — коэффициент, зависящий от числа п повторных измерений в положении P_j

1.10 . Повторяемость одностороннего позиционирования R_j ↑ или R_j↓ в заданном положении Р _j — наибольшее из значений 6 S_j ↑ или 6 S_j ↓, то есть

1.11 . Повторяемость двустороннего позиционирования R_{j max} в заданном положении P_j — наибольшее из значений, приведенных в формуле

1.12 . Средняя повторяемость двустороннего позиционирования определяется по формуле

1.13 . Повторяемость одностороннего позиционирования R_j ↑ и R_j↓ и двустороннего позиционирования R_{j max} — наибольшее значение повторяемости позиционирования в любом заданном положении.

1.14 . Точность позиционирования А по или вокруг оси — наибольшая разность между предельными значениями _j + 3 S_j и _j — 3 S_j независимо от направления перемещения согласно формуле

A = | _j + 3S_j|_max — | _j — 3S_j|_min. (10)

Определение относится к точности как одностороннего, так и двустороннего позиционирования.

1.15 . Средняя зона нечувствительности — среднее арифметическое суммы зон чувствительности на длине измерения, определяемое по формуле

1.16 . Максимальная зона нечувствительности B _{m ах} — максимальное значение зоны нечувствительности | B_j |, определяемое в любом заданном положении.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1 . Проверку следует проводить одним из методов:

1 — при помощи штриховой меры и микроскопа;

2 — при помощи измерительной линейки с дискретным линейным интервалом и прибором для измерения длин;

3 — при помощи измерительной линейки и электронного преобразователя;

4 — при помощи лазер-интерферометра;

5 — при помощи автоколлиматора;

6 — при помощи теодолита и целевой марки;

7 — при помощи углового преобразователя.

Примечание. Методы проверки 1 — 4 следует применять при прямолинейном перемещении, 5 — 7 — при вращательном перемещении рабочего органа станка.

Допускается применение методов и средств проверки, отличающихся от указанных в настоящем стандарте при условии, что они обеспечивают соблюдение требований ГОСТ 8.

2.2 . Общие требования к методам проверки — по ГОСТ 8 .

2.3 . Измерения должны проводиться на холостом ходу станка с исключением влияния сил резания и массы изделия.

2.4 . Проверку точности позиционирования следует проводить вблизи рабочей поверхности подвижного рабочего органа станка (поверхности стола, суппорта) в середине рабочего пространства.

2.5 . Положение неперемещающихся при проверке рабочих органов следует указывать в стандартах на нормы точности станков конкретных типов или в эксплуатационных документах. Если такие указания отсутствуют, то эти органы следует устанавливать в середине диапазона их перемещения и в этом положении закреплять, если это предусмотрено конструкцией станка.

2.6 . Скорость перемещения рабочего органа при проверке устанавливают в стандартах на нормы точности металлорежущих станков конкретных типов или в эксплуатационных документах.

2.7 . При поступательном движении рабочего органа его заданное положение при проверке определяют по формуле

где N — целое число;

r — случайная десятичная дробь;

Р — наибольший повторяющийся шаг перемещения по оси.

При этом r имеет различные значения для каждого заданного положения, а N выбирается таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение заданных положений вдоль или вокруг оси.

Число контрольных точек при проверке устанавливают в стандартах на нормы точности металлорежущих станков конкретных типов или в эксплуатационных документах. Если такие указания отсутствуют, то число контрольных точек должно быть не менее 11 на любых двух метрах.

Допускается использование интервала измерения постоянного и некратного шагу измерительного устройства, применяемого в качестве преобразователя, или шагу исполнительного звена (например ходового винта).

2.8 . При проверке точности углового позиционирования проверку проводят обязательно в положениях 0, 90, 180 и 270° вращающегося рабочего органа станка. Остальные заданные положения устанавливают в случае измерительного устройства с непрерывной возможностью измерения в соответствии с п. 2.7 , а при использовании оптических полигонов — в зависимости от числа граней полигона.

2.9 . Если станок имеет автоматическое устройство коррекции положения (шага резьбы и др.) или ограничения зазора, то проверку следует проводить при действии этих устройств или с вводом систематических погрешностей в управляющую программу устройства ЧПУ.

2.10 . В каждом заданном положении рабочего органа станка должно проводиться не менее 5 измерений ( n _min = 5).

2.11 . Последовательность перемещений рабочего органа в заданные положения от исходного до последнего положения выполняют по черт. 1 , 2 .

В технически обоснованных случаях допускается применять другие циклы последовательности перемещения рабочего органа станка в заданные положения.

Применяемый цикл последовательности перемещения должен быть указан в протоколе проверки.

2.12 . Дополнительные условия методов проверки позиционирования должны быть указаны в эксплуатационных документах станка.

2.13 . Предпочтительным способом представления результатов проверки является графический (черт. 10 ).

2.14 . При проверке определяют параметры точности позиционирования, которые устанавливают в стандартах на нормы точности металлорежущих станков конкретных типов из следующего перечня:

2.14.1 . Точность двустороннего позиционирования А;

2.14.2 . Повторяемость двустороннего позиционирования R _max ;

2.14.3 . Максимальная зона нечувствительности В _max ;

Цикл с возвратом шага (псевдопилигримовый)

2.14.4 . Точность одностороннего позиционирования А↑ и А↓;

2.14.5 . Повторяемость одностороннего позиционирования R ↑ и R ↓.

3. МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ

Для проведения проверки применяют штриховую меру, микроскоп, регулируемые опоры и средства для установки и закрепления микроскопа.

Рабочий орган станка устанавливают в исходное положение.

Штриховую меру при помощи опор устанавливают и закрепляют на подвижном рабочем органе станка в вертикальной и горизонтальной плоскостях параллельно направлению перемещения рабочего органа станка.

Стойку микроскопа закрепляют на неподвижной части станка так, чтобы его оптическая ось была перпендикулярна к измерительной поверхности штриховой меры.

Средства проверки могут быть установлены и наоборот: микроскоп — на подвижном рабочем органе, а штриховая мера — на неподвижной части станка.

Рабочий орган перемещают автоматически из исходного в конечное положение по участкам, равным длине интервала измерения в соответствии с избранным циклом так, чтобы в каждое заданное положение Р _j — рабочий орган переместился п раз; в каждом заданном положении измеряют действительное положение P_ij указанные значения заносят в таблицу.

3.1.4 . Оценка результатов проверки

Для каждого заданного положения P_j и для п подходов в каждом направлении перемещения устанавливают:

отклонение от заданного положения Х _ij по п. 1.3;

среднее одностороннее отклонение от заданного положения _j ↑ и _j ↓ по п. 1.6;

зона нечувствительности B_j по п. 1.7;

средняя и максимальная зона нечувствительности и B _max по пп. 1.15, 1.16;

среднее квадратическое отклонение от заданного положения S_j ↑ и S_j↓ по п. 1.9;

предельные значения отклонений от положения: _j ↑ + 3 S_j ↑; _j ↓ — 3 S_j↓ ; _j ↓ + 3 S_j ; _j ↓ — 3 S_j↓ ;

средняя и максимальная повторяемость позиционирования R и R_max по пп. 1.12 и 1.13;

точность позиционирования А по п. 1.14.

Пример оценки результатов проверки приведен в приложения.

Для проведения проверки применяют измерительную линейку с дискретным линейным интервалом, прибор для измерения длин, средства для установки и закрепления линейки и прибора для измерения длин.

Рабочий орган станка устанавливают в исходное положение.

Рабочий орган станка устанавливают и закрепляют на подвижном рабочем органе станка в вертикальной и горизонтальной плоскостях параллельно направлению перемещения рабочего органа.

Стойку с прибором для измерения длин, которая позволяет перемещать прибор в плоскости, перпендикулярной к продольной оси линейки, закрепляют неподвижно так, чтобы измерительный наконечник прибора касался измерительной плоскости линейки, и отсчитывают показания прибора.

Прибор отводят, рабочий орган перемещают на интервал измерения, прибор опускают до позиции измерения, проводят отсчет.

Дальнейшая последовательность проведения проверки — по п. 3.1.3.

3.2.4 . Оценка результатов проверки

Оценку результатов проводят по п. 3.1.4 .

Для проведения проверки применяют измерительную линейку, электронный преобразователь, индикационное устройство и средства для их установления и закрепления.

Рабочий орган устанавливают в исходное положение.

Измерительную линейку и электронный преобразователь закрепляют на подвижном рабочем органе станка и на неподвижной части станка так, чтобы взаимное положение линейки и преобразователя соответствовало техническим требованиям измерительной системы и инструкции по эксплуатации прибора.

Дальнейшая последовательность проведения проверки — по п. 3.1.3.

3.3.4 . Оценка результатов проверки

Оценку результатов проводят по п. 3.1.4.

Для проведения проверки применяют лазер-интерферометр (или излучатель и интерферометр), оптический отражатель, средства для установки и закрепления измерительной системы.

Рабочий орган станка устанавливают в исходное положение в первом выбранном по п. 2.7 месте диапазона перемещения рабочего органа.

Лазер-интерферометр (или излучатель и интерферометр) и отражатель устанавливают и выверяют согласно инструкции по эксплуатации прибора.

Дальнейшая последовательность проведения проверки — по п. 3.1.3 с учетом технических особенностей и инструкции измерительного прибора.

3.4.4 . Оценка результатов проверки

Оценку результатов проверки проводят по п. 3.1.4.

Для проведения проверки применяют автоколлиматор, полигональное зеркало с держателем, стойку или консоль с регулируемым столиком для установки автоколлиматора.

На проверяемый рабочий орган станка (с точностью, указанной в инструкции по эксплуатации полигонального зеркала) устанавливают и закрепляют при помощи держателя полигональное зеркало. Рабочий орган станка устанавливают в первое заданное положение. На неподвижную часть станка при помощи стойки или консоли с регулируемым столиком устанавливают автоколлиматор и выверяют так, чтобы показание прибора было равно нулю приблизительно в середине диапазона измерения.

3.5.3.1 . У станков, имеющих подход в угловое заданное положение только в одном направлении, рабочий орган станка поворачивают из первого заданного положения в конечное через угловой интервал, равный угловому делению полигонального зеркала.

Рабочий орган продолжают поворачивать в том же направлении на п полных оборотов. В каждом проверяемом положении считывают значения Р _ij .

3.5.3.2 . У станков, имеющих подход в угловое заданное положение в обоих направлениях, рабочий орган поворачивают из первого заданного положения в одном направлении вращения через угловой интервал до конечного положения с перебегом и далее в. обратном направлении до первого заданного положения с перебегом.

Проверку проводят п раз и в каждом проверяемом положении считывают значения Р _ij .

3.5.4 . Оценка результатов проверки

Оценку результатов проводят по п. 3.1.4.

Для проведения проверки применяют теодолит, целевую марку (с коллиматором), средства для установки и закрепления измерительной системы.

На проверяемом рабочем органе устанавливают теодолит так, чтобы его ось совпала с осью вращения в соответствии с инструкцией по эксплуатации теодолита. Неподвижно устанавливают целевую марку на продолжение оптической оси теодолита. В первом заданном положении выверяют теодолит с целевой маркой таким образом, чтобы среднее арифметическое двух отсчетов до и после разворота теодолита на 180° было равно нулю.

Дальнейшая последовательность проведения проверки — по пп. 3.5.3.1, 3.5.3.2.

3.6.4 . Оценка результатов измерения

Оценку результатов проверки проводят по п. 3.1.4.

Для проведения проверки применяют дискретный угловой измерительный прибор, например фотоэлектрический угловой преобразователь с цифровой индикацией.

Измерительный прибор устанавливают и закрепляют на проверяемом рабочем органе станка в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

Проверку проводят в соответствии с пп. 3.5.3.1 и 3.5.3.2.

3.7.4 . Оценка результатов проверки

Оценку результатов проверки проводят по п. 3.1.4.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИМЕР ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕРКИ ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Результаты измерений и расчеты, полученные при проверке точности позиционирования при перемещении рабочего органа станка в заданные положения, приведены в таблице и в диаграммах на черт. 10 .

Допускается соединить диаграмму для обоих направлений перемещения в одну диаграмму.

Если обработка результатов осуществляется при помощи ЭВМ, подключенных к измерительным средствам, таблица может отсутствовать или быть упрощена.

Содержание

[править] Точность, повторяемость и разрешение позиционирования станков с ЧПУ

Когда речь заходит о станках или иных системах с числовым управлением, не избежать упоминаний таких понятий, как точность позиционирования, разрешение позиционирования, повторяемость позиционирования и повторяемость деталей. Эти понятия очень тесно связаны, и у начинающих станкостроителей и операторов ЧПУ часто возникает путаница. Академические определения И способы расчета данных Выбрать параметров указаны В соответствующем ГОСТ (например ГОСТ 27843-2006), а в данной статье будут объяснены их базовые отличия для неспециалистов. Начнем с наиболее простой характеристики.

[править] Разрешение позиционирования

Разрешение позиционирования (дискретность) — величина, показывающая, насколько точно вы можете задать перемещение в вашей системе ЧПУ.

Рассмотрим на примере. Допустим, на оси Y станка под управлением Mach3 установлен шаговый двигатель с шагом 1,8 градуса (200 шагов / об) и драйвером с режимом деления шага 1/16, который соединен с винтом ШВП 1605 с шагом 5 мм на оборот. Mach3 работает в режиме STEP / DIR — посылает дискретные импульсы на контроллер, которые затем интерпретируются в шаги двигателя. Один импульс STEP вызовет перемещение вала двигателя, которое будет соответствовать перемещению идеальной оси, без люфтов и погрешностей, на 1 / (200 * 16) * 5 = 0,0015625 мм. Таково разрешение позиционирования оси Y — позиция по оси в управляющей программе будет всегда кратна этой величине, и вы не сможете задать перемещение в точку с координатой Y = 2,101 — программа управления "округлит" это значение в зависимости от настроек либо до 2,1, либо до 2,1015625 . Естественно, все это вовсе не означает, что, послав один импульс STEP, на самом деле получим перемещение в 0.0015625 мм, ведь существует множество факторов, вносящих погрешность — начиная от погрешности позиционирования вала двигателя до люфта в ходовой гайке. Здесь уместно перейти к следующей характеристике:

[править] Повторяемость позиционирования оси с ЧПУ

Если мы будем отправлять ось в одну и ту же точку из разных положений, то каждый раз будем получать немного разный результат из-за механических погрешностей — ось будет останавливаться на каком-то расстоянии от требуемой точки. Повторяемость показывает, насколько велик разброс этого расстояния, а если точнее — повторяемость прямо пропорциональна среднеквадратичному отклонению ошибки позиционирования. Одним словом, повторяемость — характеризует величину "разброса" ошибки позиционирования относительно некоего среднего значения. Повторяемость Зависит главным образом От люфтов передачи И упругих деформаций возникающих, и на самом деле достаточно малоинформативна, т.к. говорит лишь о том, стабильна ли ошибка позиционирования или нет, но ничего не сообщает о её величине. Можно построить совершенно неточный станок с прекрасной повторяемостью.

[править] Точность позиционирования оси с ЧПУ

Точность позиционирования оси — обобщенная величина, показывающая, в каких пределах может находиться реальная координата оси после завершения позиционирования. Когда говорят "точность станка», подразумевают обычно именно точность позиционирования. Точность зависит от повторяемости, но включает в себя не только величину "разброса" ошибки позиционирования, но и её среднее значение, т.е. является более универсальной характеристикой. Точность показывает, как велика может быть ошибка позиционирования оси. Точность — основная характеристика станка. Зачастую производители станков среднего и хоббийного класса просто указывают некую "точность станка", не указывая "фактор охвата" — т.е. коэффициент пропорциональности, ведь точность, скажем, 0,05 мм, измеренная для 3 σ и для 1 σ — большая разница. в первом варианте позиционирование с погрешностью не более 0,05 мм произойдет в 97% случаев, а во втором всего лишь в 32% (если Вам интересно, откуда взяты проценты, ВАМ Сюда ).

Точность является основной характеристикой станка с т. зр. позиционирования рабочего инструмента, и зависит от большого количества факторов, в числе основных — люфты направляющих И передач, несоосность направляющих осей и их неперпендикулярность. Все, кто хоть раз пытался вырезать большой прямоугольник из фанеры или иного листового материала, знают, как ошибка в доли градуса при разметке прямых углов может привести к несовпадению длин сторон в несколько миллиметров,-а иногда и сантиметров, поэтому выставлению направляющих уделяется Особое Внимание ПРИ сборке станка с ЧПУ. Жесткость и качество исполнения станины и портала также оказывают непосредственное влияние на точность станка.

[править] Повторяемость и точность изготавливаемых деталей

Самые важные параметры. Методы вычисления и суть их аналогична одноименным характеристикам позиционирования, однако измерению подвергается не позиция оси, а размеры готовых деталей. Именно эти параметры показывают, насколько станок пригоден для работы и какого качества детали на нем можно изготовить. Однако, зависят они от еще большего количества факторов — биение фрезы На конце шпинделя , перпендикулярность установки шпинделя, да и собственно обрабатываемых материалов и режимов резания. Поэтому обычно производителями зачастую указывается точность изготовления детали, чисто теоретическая, "расчетная", иногда — не имеющая с реалиями ничего общего. ДЛЯ станков среднего класса точность изготовления В 0,2 мм для 3 σ можно считать удовлетворительной, в 0,1 мм — хорошей, в 0,05 мм — отличной, менее 0,05 мм — превосходной, такую ​​можно наблюдать лишь на считанных единицах станков эконом-класса.

ГОСТ 27843-2006
(ИСО 230-2:1997)

Определение точности и повторяемости позиционирования осей
с числовым программным управлением

Test of machine tools.
Determination of accuracy and repeatability of positioning numerically controlled axes

МКС 25.040
ОКП 38 1000

Дата введения 2008-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ФГУП "ВНИИНМАШ") и Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ОАО "ЭНИМС") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 29 от 24 июня 2006 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 230-2:1997+Изм.1:1999 "Испытания станков. Часть 2. Определение точности и повторяемости позиционирования осей с числовым программным управлением" (ISO 230-2:1997+Cor.1:1999 "Test code for machine tools — Part 2: Determination of accuracy and repeatability of positioning numerically controlled axes").

При этом дополнительные положения, а также фразы и отдельные слова, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики указанных выше государств и особенностей межгосударственной стандартизации, выделены курсивом

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 мая 2007 г. N 102-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 27843-2006 (ИСО 230-2:1997) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2008 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменения — в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет методы проверки и оценки точности и повторяемости позиционирования осей с числовым программным управлением станка с помощью непосредственного измерения отдельных осей на станке. Описанные методы применяются одинаково к линейным осям и осям вращения.

Примечание — При проверке нескольких осей одновременно данный метод не применим.

Настоящий стандарт может использоваться для типовых проверок, приемочных проверок, сравнительных проверок, периодических подтверждений точности, коррекции точности станка и т.д.

Используемые методы включают в себя повторные измерения в каждой позиции. Соответствующие параметры определяют и рассчитывают, как описано в руководстве по выражению неопределенности в измерениях [1].

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 8-82 Станки металлорежущие. Общие требования к испытаниям на точность

ГОСТ 22267-76 Станки металлорежущие. Схемы и способы измерений геометрических параметров

ГОСТ 23597-79 Станки металлорежущие с числовым программным управлением. Обозначение осей координат и направлений движения. Общие положения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

3.1 ход оси: Линейный или вращательный максимальный ход, в пределах которого подвижный компонент может перемещаться при управлении посредством числового программного управления.

Примечание — Ось — это перемещение подвижного компонента в системе координат станка с обозначениями по ГОСТ 23597 .

3.2 измерительный ход: Часть хода оси, используемая для сбора данных и выбранная так, чтобы к первой и последней заданным позициям можно было приближаться с двух направлений (см. рисунок 1).

3.3 заданная позиция Позиция, в которую запрограммировано движение подвижного компонента.

Примечание — Нижний индекс указывает частную позицию среди других заданных позиций вдоль или вокруг данной оси.

3.4 действительная позиция : Измеренная позиция, достигнутая подвижным компонентом при -м подходе к -й заданной позиции.

3.5 отклонение на позиции; позиционное отклонение : Действительная позиция, достигнутая подвижным компонентом минус заданная позиция

3.7 двустороннее измерение: Относится к параметру, полученному в ряде измерений, в которых подход к заданной позиции сделан в обоих направлениях вдоль или вокруг данной оси.

3.8 расширенная неопределенность: Величина, определяющая ожидаемый интервал вокруг результата измерения, который может охватить большую часть распределения возможных фактических значений измерения.

3.9 фактор охвата: Коэффициент, используемый как множитель для среднеквадратического отклонения, чтобы получить расширенную неопределенность.

3.10 среднее одностороннее позиционное отклонение на позиции или : Среднеарифметическое позиционных отклонений, полученных при серии однонаправленных подходов к позиции :

3.11 среднее двустороннее позиционное отклонение на позиции : Среднеарифметическое значение средних односторонних позиционных отклонений и , полученных при двух направлениях подхода к позиции

3.12 зона нечувствительности позиционирования на позиции : Разность между средними односторонними позиционными отклонениями, полученными при двух направлениях подхода к позиции

3.13 зона нечувствительности позиционирования оси : Максимум абсолютных значений разностей зон нечувствительности на всех заданных позициях вдоль или вокруг данной оси

3.14 средняя зона нечувствительности позиционирования оси : Среднеарифметическое значение зон нечувствительности позиционирования на всех заданных позициях вдоль или вокруг данной оси

3.15 вычисление одностороннего среднеквадратического отклонения от заданного положения или : Среднеквадратическое отклонение от заданного положения, полученного серией односторонних подходов к позиции

где — размах отклонений , ;

— размах отклонений , .

Коэффициент зависит от числа повторных измерений и берется из таблицы 1:

Таблица 1

3.16 односторонняя повторяемость позиционирования на позицию или : Величина, полученная из расширенной односторонней неопределенности позиционирования на позиции с использованием фактора охвата 2

3.18 односторонняя повторяемость позиционирования оси или и двусторонняя повторяемость позиционирования оси : Максимальное значение повторяемости позиционирования в любую позицию вдоль или вокруг данной оси

3.19 одностороннее систематическое позиционное отклонение оси или : Разность между алгебраическим максимумом и минимумом средних односторонних позиционных отклонений для одного направления подхода или в любой позиции вдоль или вокруг данной оси

3.20 двустороннее систематическое позиционное отклонение оси : Разность между алгебраическим максимумом и минимумом средних односторонних позиционных отклонений для обоих направлений подхода и в любой позиции вдоль или вокруг данной оси

3.22 точность одностороннего позиционирования оси или : Диапазон, полученный из комбинации односторонних систематических отклонений и оценки средней неопределенности одностороннего позиционирования с использованием фактора охвата 2

3.23 точность двустороннего позиционирования оси : Диапазон, полученный из комбинации двустороннего систематического отклонения и оценки расширенной неопределенности двустороннего позиционирования с использованием фактора охвата 2

4 Условия испытаний

4.1 Окружающая среда

Для обеспечения точности проверок, указанной в руководстве по эксплуатации станка, должны выполняться рекомендованные поставщиком/изготовителем указания относительно приемлемой для станка тепловой среды.

Такие общие указания могут содержать, например, технические требования к средней температуре помещения, максимальной амплитуде и диапазону частот отклонений от этой средней температуры, а также защиту от сквозняков, внешнего излучения, такого как солнечные лучи, отопительные приборы и т.п. Ответственным за создание необходимой окружающей производственной среды для проведения испытаний станка в месте установки является пользователь. Однако если пользователь выполняет указания поставщика/изготовителя станка, ответственность за характеристики станка согласно техническим требованиям возлагается на его поставщика/изготовителя.

Если окружающая производственная среда эксплуатации станка у пользователя не соответствует требованиям поставщика/изготовителя, то допустимые изменения параметров среды и дополнительная погрешность позиционирования осей (повторяемости позиционирования) устанавливаются по согласованию между сторонами.

Станок и, если целесообразно, измерительные приборы должны находиться в испытательной среде достаточно долго (предпочтительно всю ночь), чтобы достигнуть устойчивого температурного состояния перед испытанием. Они должны быть защищены от сквозняков и внешних излучений, таких как солнечный свет, тепло от нагревательных приборов и т.д.

В течение 12 ч до начала измерений и во время измерений температурный градиент окружающей среды и его изменения в градусах в час должны быть в пределах, установленных поставщиком/изготовителем или при необходимости согласованы между изготовителем и пользователем с коррекцией гарантируемой точности/повторяемости позиционирования.

4.2 Испытуемый станок

Станок должен быть полностью собран и находиться в работоспособном состоянии. Все необходимые проверки установки и геометрической точности станка должны быть удовлетворительно завершены перед началом проверки точности и повторяемости позиционирования.

Если встроенные подпрограммы коррекции используются в течение испытательного цикла, это должно быть указано в протоколе проверок. Все проверки следует выполнять на станке в ненагруженном состоянии, то есть без обрабатываемой детали.

Позиции переставных или подвижных компонентов на осях, которые не подвергаются проверкам, должны быть определены поставщиком/изготовителем и указаны в протоколе испытаний.

4.3 Прогрев

Чтобы проверить станок при нормальных условиях эксплуатации, проверкам должен предшествовать указанный поставщиком/изготовителем станка режим движений узлов, создающий соответствующий прогрев станка.

Если такие условия не определены, то характер предварительных движений узлов должен быть ограничен перемещениями, необходимыми для установки измерительных приборов.

Неустойчивые тепловые состояния распознаются как упорядоченная прогрессия отклонений между последовательными подходами к любой частной заданной позиции. Эти тенденции должны быть минимизированы путем прогрева.

5 Программа испытаний

5.1 Режим работы

Станок должен быть запрограммирован на движение подвижного компонента вдоль или вокруг проверяемой оси и на помещение его в ряд заданных позиций, где он останется в покое на время, достаточное для измерения и регистрации действительной достигнутой позиции. Время покоя в заданных позициях не регламентируется. Станок должен быть запрограммирован на движение между заданными позициями со скоростью позиционирования проверяемого узла, используемой при эксплуатации станка.

5.2 Выбор заданных позиций

Когда значение каждой заданной позиции может быть свободно выбрано, оно должно иметь общую формулу

где — номер текущей заданной позиции;

— интервал, основанный на постоянном интервале заданных позиций по ходу измерения;

— принимает различные значения в каждой заданной позиции, образуя заданные позиции, расположенные через неодинаковые интервалы, по ходу измерения для обеспечения того, чтобы не были представлены только периодические ошибки (типа ошибок, связанных с шагом шарикового винта и шагом линейных или круговых шкал).

5.3.1 Измерительная установка и контрольно-измерительная аппаратура

Измерительная установка предназначена для измерения относительных смещений в направлении движения проверяемой оси между компонентом, который держит инструмент, и компонентом, который держит обрабатываемую деталь.

Положение линии измерения движения проверяемой оси должно быть установлено поставщиком/изготовителем и указано в протоколе испытания.

5.3.2 Проверки линейных осей с ходом до 2000 мм

На осях станков с ходом до 2000 мм в соответствии с 4.2 должно быть отобрано минимум пять заданных позиций на метр и минимум пять заданных позиций всего.

Измерения должны быть сделаны во всех заданных позициях согласно стандартному измерительному циклу (см. рисунок 1). Каждая заданная позиция должна быть достигнута по пять раз в каждом направлении.

Примечание — Позиция изменения направления движений должна быть выбрана с учетом нормального режима работы станка (для возможности достижения после реверса скорости позиционирования, имеющейся при эксплуатации станка ).

Рисунок 1 — Стандартный цикл измерений

Рисунок 1 — Стандартный цикл измерений

5.3.3 Проверки линейных осей длиной свыше 2000 мм

Для осей длиной свыше 2000 мм должен быть проверен измерительный ход оси целиком с одним односторонним подходом в каждом направлении к позициям, отобранным согласно 4.2 со средней длиной интервала 250 мм. Если измерительный преобразователь оси станка состоит из нескольких сегментов, необходимо предусмотреть дополнительные заданные точки, чтобы гарантировать, что каждый сегмент имеет, по крайней мере, одну заданную позицию.

Проверка, указанная в 5.3.2, может быть выполнена при длине свыше 2000 мм во всей рабочей области оси по дополнительному согласованию между поставщиком/изготовителем и пользователем.

5.3.4 Проверки осей вращения до 360°

Проверки должны быть сделаны в заданных позициях, указанных в таблице 2. Основные позиции 0°, 90°, 180° и 270°, когда их точность оговорена особо, должны включаться наряду с другими заданными позициями в соответствии с 5.2.

Таблица 2 — Заданные позиции осей вращения