GBT 17421.6-2016 机床检验通则 第6部分：体和面对角线位置精度的确定(对角线位移检验)

机床检验通则第6部分：体和面对角线位置精度的确定(对角线位移检验)I ——GB/T17421.1—1998机床检验通则第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度 1机床检验通则第6部分：体和面对角线位置精度的确定(对角线位移检验)1范围GB/T17421的本部分规定了对角线位移检验，通过这种检验，可以估算机床的空间性能。对机床的空间性能进行完整检验是一个困难而费时的过程。对角线位移检验降低了检测空间性能的时间和成本。对角线位移检验本身并不是一个自诊断性检测过程，尽管有时候可以从检验结果得出诊断性质的结论。特别是在包含面对角线检验时，可以进行坐标轴垂直度的直接测量。体对角线上的对角线位移检验可以通过面对角线检验加以补充，通过平行于机床坐标轴依据ISO230-2进行检验，或者通过依据GB/T17421.4—2003中定义的3个坐标平面生成的轮廓进行评价而实现。对角线位移检验可以用于机床验收，也可以用于对机床性能进行再次确认，其中将检验参数用作比较指标。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T17421.3—2009机床检验通则第3部分：热效应的确定(ISO230-3:2001,IDT)GB/T17421.4—2003机床检验通则第4部分：数控机床的圆检验(ISO230-4:1996,IDT)ISO230-1:1996机床检验通则第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度ISO230-2:1997机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定3术语和定义下列术语和定义适应于本文件。机床用于加工操作时由直线坐标轴行程所定义的空间(不包括用于辅助操作的行程，例如换刀等)。D机床工作空间范围内长方体的体对角线，见图1。面对角线facediagonalF机床工作空间范围内长方体的某个平面中的对角线。2注2:用户可以用面对角线的起点命名面对角线，例如+X-Y是从始点+X-Y到终点-X+Y的面对角线。对图1长方体的四条体对角线图2长方体的面对角线3E₄B₄两条面对角线B₁(ab)、B₂(ab)的最大反向偏差值(见ISO230-2),其中“ab”用于定义测量坐标41996中A.13);——由于环境影响(例如温度影响等)造成的不确定度(见GB/T17421.3—2009中的第4章某次检验的组合测量结果的不确定度不应大于公差的一部分。允差值应由供货商/制造商和用户检验程序在概念上类似于在ISO230-2中关于线性坐标轴线的叙述，区别仅在P₁=(X₁,Y₁,Z₁)P₂=(X₂,Y₂,Z₂)对角线长度D为：5D=P₂-P₁=√(X₂-X₁)²+(Y₂-Y₁)²+移动增量Ix为：Y轴及Z轴中的路径和增量按类似方式定义。最佳编程可运用三个坐标轴中上述定义数量的运按照标准检验循环对所有目标位置进行检验(见向上检验5次。样。进给速度不应超过最大进给速度的20%。a)检验前12h和检验期间每小时环境温度的最大变化率(见ISO230-2:1997中3.1);c)机床检验前的预热过程(见ISO230-2:1997中3.3);6——用于轴线定位的光栅尺的类型及其用于名义差胀的热膨胀系数(例如用于Z轴——开始和最终目标位置(P₁和P₂)及对角线增量(I(资料性附录)激光干涉仪的设置步骤本附录通过一个示例描述了对角线位移检验中激光干涉仪的安装程序。首先将激光头、远程干涉仪及可调反射镜装到工作台上，使可调反射镜位于工作台拐角处，反射镜位于主轴中。(如果机床的工作体积超出了工作台区域，那么可能需要安装额外的夹具。)如果采用的是偏振干涉仪，那么最好将可调反射镜装在远程干涉仪和位于主轴上的反射镜之间。干涉仪要尽可能靠近可调反射镜，以最大程度地减少失效路径误差。或者可调反射镜只用于上下或左右调节光束轨迹，且不同时调节二者。这样做的目的是避免干扰激光束的偏振。注意，反射镜要布置在主轴中心线上以减少对主轴坐标轴转动的敏感性，同时主轴应锁紧。若主轴无法锁紧，那么应采用托架。在某些卧式机床上，可能需要将后向反射镜定位在离开主轴端部一定距离的地方，以免主轴箱干扰激光束。如果条件允许，测量结果获取应基于20℃(采用材料温度传感器)的温度。该温度传感器应放置在工夹的中心。接下来，调节可调反射镜的角度，从而使激光束近似地通过工作区的一条体对角线。将机床主轴连同反射镜移到为待测体对角线终点确定的名义位置，用可调反射镜调节光束以实现大致找正。此时，要确保射出光束被定位在可调反射镜上，并使反射镜上的返回光束具有足够返回再接着将机床主轴连同后向反射镜移到接近可调反射镜的最近一点上，用点动指令，移动主轴直到获得正确的返回光束找正位置。记下机床位置。然后沿要进行测量的体对角线将机床移动到最远位置，再次采用点动指令定位机床，直至获得正确的返回光束找正位置。在理想情况下，该位置应在原先确定的名义位置的6mm范围内。记下机床最后写入数控程序，机床在要求的位置(外加一个较小的调头距离)间快速移动，并按规定的目标位置间距和要求的接近次数进行数据采集。确保数控程序正确无误，如果采用一系列相同的增量运动通过对角线快速移动，这样的误差会累积而产生较大的偏差。测量面对角线的设