Определение точности и повторяемости позиционирования осей с числовым программным управлением
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. рис. 1).
3.3. Заданная позиция Рi(i= 1,т): Позиция, в которую запрограммировано движение подвижного компонента.
ПРИМЕЧАНИЕ. Нижний индекс i указывает частную позицию среди других заданных позиций вдоль или вокруг данной оси.
3.4. Действительная позиция Pij;. (i= 1, m; j = 1, n): Измеренная позиция, достигнутая подвижным компонентом при j-м подходе к i-й заданной позиции.
3.5. Отклонение на позиции; позиционное отклонение 
ij: Действительная позиция, достигнутая подвижным компонентом минус заданная позиция
3.6. Одностороннее измерение: Относится к ряду измерений, в которых подход к заданной позиции всегда сделан в одном и том же направлении: вдоль или вокруг данной оси. Символ ↑ указывает параметр, полученный при измерении, сделанном после подхода в положительном направлении, и ↓— в отрицательном направлении, например ij ↑ или ij↓.
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 
i↑ или i↓: Среднеарифметическое позиционных отклонений, полученных при серии n однонаправленных подходов к позиции Рi;.
и
3.11. Среднее двустороннее позиционное отклонение на позиции 
: Среднеарифметическое значение средних односторонних позиционных отклонений i↑ и i↓, полученных при двух направлениях подхода к позиции Рi:
3.12. Зона нечувствительности позиционирования на позиции Вi: Разность между средними односторонними позиционными отклонениями, полученными при двух направлениях подхода к позиции Pi.
3.13. Зона нечувствительности позиционирования оси В: Максимум абсолютных значений разностей зон нечувствительности |Bi| на всех m заданных позициях вдоль или вокруг данной оси
|
|
|
3.14 Cредняя зона нечувствительности позиционирования оси 
: Среднеарифметическое значение зон нечувствительности позиционирования Вi, 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 n односторонних подходов к позиции Рi
; 
.
Допускается вычисление и по формулам:
и 
где 
— размах отклонений 
, 
;
— размах отклонений 
, 
.
Коэффициент аn зависит от числа n повторных измерений и берется из таблицы 1:
Таблица 1
| Число повторных измерений n | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Коэффициент аn | 0,4299 | 0,3946 | 0,3698 | 0,3212 | 0,3367 | 0,3429 |
3.16. Односторонняя повторяемость позиционирования на позицию 
или 
: Величина, полученная из расширенной односторонней неопределенности позиционирования на позиции 
с использованием фактора охвата 2
и
3.17. Двусторонняя повторяемость позиционирования на позицию Ri: Максимальное значение из трех величин
3.18. Односторонняя повторяемость позиционирования оси 
или 
и двусторонняя повторяемость позиционирования оси R: 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 E: Разность между алгебраическим максимумом и минимумом средних односторонних позиционных отклонений для обоих направлений подхода i↑ и i↓ в любой позиции Рi, вдоль или вокруг данной оси
3.21. Cреднее двустороннее позиционное отклонение оси М: Разность между алгебраическим максимумом и минимумом среднего двустороннего позиционного отклонения 
, в любой позиции Р, 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 А: Диапазон, полученный из комбинации двустороннего систематического отклонения и оценки расширенной неопределенности двустороннего позиционирования с использованием фактора охвата 2
|
|
|
.
Условия испытаний
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.
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.
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.
Программа испытаний
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.
Выбор заданных позиций
Когда значение каждой заданной позиции может быть свободно выбрано, оно должно иметь общую формулу
где
i — номер текущей заданной позиции;
р — интервал, основанный на постоянном интервале заданных позиций по ходу измерения;
r — 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).
Измерения
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).
Позиция / (т = 8)
2 3 4 5 6 7 8
о - заданная позиция
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 р = 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
| Измерительный ход | Минимальное число заданных позиций |
| 0° — 90° > 90°—180° >180° | 3 5 8 |
5.3.5 Проверки осей вращения свыше 360°
Для осей вращения свыше 360° полный ход измерения оси до 1800° (пять оборотов) должен проверяться одним односторонним подходом в каждом направлении с интервалами, не превышающими 45°.
Проверка, указанная в 5.3.4, может быть сделана по углу свыше 360° во всей рабочей области оси по дополнительному согласованию между поставщиком/изготовителем и пользователем.
Оценка результатов
6.1 Линейные оси до 2000 мм и оси вращения до 360°
Для каждой заданной позиции Рi, и для пяти подходов (n = 5) в каждом направлении вычисляют параметры, определенные в разделе 3. Кроме того, вычисляют границы отклонений
и 
и 
6.2 Линейные оси свыше 2000 мм и оси вращения свыше 360°
Для каждой заданной позиции в каждом направлении в соответствии с разделом 3 вычисляются применимые и для одного подхода (n = 1) параметры, указанные в 8.2.2. Вычисления среднеквадратического отклонения (см. 3.15), повторяемости (см. 3.16,3.17 и 3.18) и точностей (см. 3.22 и 3.23) не проводят.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 838; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!