機床精度指標越低越好？
作者：費爾檢測發(fā)布時(shí)間 : 2020-04-03 類(lèi)型：權威檢測標簽： 認證證書(shū)大家在購買(mǎi)機床時(shí)經(jīng)常會(huì )關(guān)注精度指標，如某日系品牌A標注的定位精度為±0.002mm；某德系品牌B標注的定位精度為0.006mm。大家會(huì )理所當然的認為A比B的精度要高，事實(shí)真的是這樣的嗎？
要搞清楚這件事情必須要先明白精度的執行標準及計算方法。
精度定義
一般說(shuō)來(lái)，精度是指機床將刀尖點(diǎn)定位至程序目標點(diǎn)的能力。然而，丈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定。
日本機床生產(chǎn)商標定“精度”時(shí)，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標準。JISB6201一般用于通用機床和普通數控機床，JISB6336一般用于加工中心，JISB6338則一般用于立式加工中心。上述三種標準在定義位置精度時(shí)基本相同，文中僅以JIS B6336作為子，由于一方面該標準較新，另一方面相對于其它兩種標準來(lái)說(shuō)，它要稍稍精確一些。
歐洲機床生產(chǎn)商，特別是德國廠(chǎng)家，一般采用VDI/DGQ3441標準。
美國機床生產(chǎn)商通常采用NMTBA(National Machine Tool Builder's Assn)標準(該標準源于美國機床制造協(xié)會(huì )的一項研究，頒布于1968年，后經(jīng)修改)。
上面所提到的這些標準，都與ISO標準相關(guān)聯(lián)。
當標定一臺數控機床的精度時(shí)，非常有必要將其采用的標準一同標注出來(lái)。同樣一臺機床，因采用不同標準會(huì )顯示出不同的數據(采用JIS標準，其數據比用美國的NMTBA標準或德國VDI標準明顯小很多)。
同樣的指標，不同的含義
經(jīng)常輕易混淆的是：同樣的指標名在不同的精度標準中代表不同的意義，不同的指標名卻具有相同的含義。上述4種標準，除JIS標準之外，皆是在機床數控軸上對多目標點(diǎn)進(jìn)行多回合丈量之后，通過(guò)數學(xué)統計計算出來(lái)的，其關(guān)鍵不同點(diǎn)在于：
(1)目標點(diǎn)的數目
(2)丈量回合數
(3)從單向還是雙向接近目標點(diǎn)(此點(diǎn)尤為重要)
(4)精度指標及其它指標的計算方法
ISO標準
在所有現行的精度丈量過(guò)程中，沿軸向分布的各個(gè)目標點(diǎn)上都假設存在一條正態(tài)分布曲線(xiàn)(圖1)。由于是多回合的丈量過(guò)程，因此對應于個(gè)目標點(diǎn)來(lái)說(shuō)，都存在一個(gè)實(shí)際測定點(diǎn)系列分布，通過(guò)對這種分布的標準偏差計算(累積，多次S)，即可定義該正態(tài)曲線(xiàn)。
一個(gè)±3次標準偏差(記做±3s--亦即共6s)可以覆蓋無(wú)窮個(gè)實(shí)際點(diǎn)中約99.74%的位置分布情形。而這個(gè)發(fā)散度即稱(chēng)作重復精度，它是指某指定目標點(diǎn)處的重復精度。
圖1 圖2
圖1中的正態(tài)曲線(xiàn)是指從單方向接近目標點(diǎn)的曲線(xiàn)(稱(chēng)為單向)，假如從反方向接近目標點(diǎn)(稱(chēng)為雙向)，將會(huì )出現第二條正態(tài)分布曲線(xiàn)(圖2)，兩次不同方向時(shí)的結果偏差稱(chēng)反向誤差。理論上它是由于系統的反向間隙所產(chǎn)生的。很明顯，同一機床采用單向檢測的數字結果要比雙向檢測時(shí)好看得多。
為了標定機床的定位精度，必須在運動(dòng)軸向上建立一些目標位置點(diǎn)，然后根據目標位置點(diǎn)對應的一系列實(shí)際位置點(diǎn)計算±3s的分布。假如一條理論正態(tài)曲線(xiàn)──或雙向時(shí)的兩條──在每個(gè)目標點(diǎn)上形成，在經(jīng)過(guò)3s分布之后，所有正態(tài)曲線(xiàn)中最上端曲線(xiàn)與最下端曲線(xiàn)之間的展寬ISO230-1標準中所指的定位精度(圖3)。
軸向重復精度指目標點(diǎn)處一條正態(tài)曲線(xiàn)最大展寬(單向)或兩條正態(tài)曲線(xiàn)(雙向)之和的最大展寬。一個(gè)最簡(jiǎn)單的理解：重復精度大約為定位精度的?，但也有例外，并且有時(shí)出進(jìn)還很大。圖3中目標點(diǎn)的正態(tài)曲線(xiàn)旋轉了90°，目的是為了更加直觀(guān)地表達展寬的概念。由于這種分析方法基于最差的定位精度情形，并且幾乎覆蓋100%的可能的不正確性，因此可以期看用它能較好地評價(jià)數控機床的實(shí)際性能。
圖3
NMTBA標準
美國的NMTBA標準與ISO標準非常近似，一個(gè)區別就是：NMTBA標準喜歡采用單向丈量，而ISO標準建議雙向丈量；另一區別是NMTBA標準采用“滑動(dòng)尺”(如同VDI標準)，這樣把精度與軸的長(cháng)度關(guān)聯(lián)起來(lái)，而這一點(diǎn)ISO標準并未涉及。單從這一點(diǎn)來(lái)看，1972年出版的NMTBA標準也許有點(diǎn)過(guò)期，由于控制系統調節功能，諸如絲桿間隙補償等?，F在已經(jīng)能夠調整軸向移動(dòng)中產(chǎn)生的誤差──不論軸的是非，而1988年出版的ISO標準則很顯然地反映出這一點(diǎn)。同樣應該留意的是，NMTBA標準在滑動(dòng)尺這一點(diǎn)上與VDI標準相似。
通常德國機采用VDI3441標準，如：DMG MORI（德馬吉森精機）、INDEX（因代克斯）等；其他歐洲機采用ISO標準，如：MIKRON（米克朗）、PARPAS（帕爾怕斯）等；日本機采用JIS標準，如：MAZAK（馬扎克）、MAKINO（牧野）等；當然也有一些品牌為彰顯自己對品質(zhì)的高要求，不采用本國標準而采用VDI3441標準的，如：HURCO（赫克）、ALEX-TECH（伍將）等。所以我們不能簡(jiǎn)單根據樣本數據來(lái)判斷，一定要搞清楚執行標準，仔細分析，避免掉進(jìn)宣傳陷阱。
