CN115840418A - 一种数控机床加工精度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数控机床加工精度的检测方法，涉及机床精度检测技术领域，包括以下步骤：S1，根据机床的加工模式设计测试模型，提供机床测试的模型。S2，机床对测试模型进行加工验证，机床持续进行的加工时间不小于48小时，在持续运行的过程中检验机床的加工稳定性和精度水平，避免短暂运行中受到环境等因素影响，进而准确得到各种检测数据。S3，检测加工出的测试模型中的误差，包括位置度偏差、圆度偏差、同心度偏差、轮廓度偏差、平行度偏差、垂直度偏差和热位移偏差，从不同的参数中综合评价机床的加工稳定性和精度水平，有助于客户直观了解机床的加工能力，同时为机床产品的不断提升提供客观综合的参考数据，有利于不断提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及机床精度检测技术领域，特别涉及一种数控机床加工精度的检测方法。
背景技术
在CNC加工中，加工精度是评价机床加工水平的标准，在机床行业内，大部分机床厂家是利用激光干涉仪、球杆仪、步距尺、大理石平尺、方尺等测量工具来检验机床的精度。然而，目前不同厂家侧重的检测方式不同，没有统一而全面的检测方法和标准，因此不同的机床厂家与客户在机床精度的理解上具有一定的偏差，不利于产品的推广；并且，目前的测试方式不能全面反映机床的加工精度水平，不利于对机床产品的提升。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种数控机床加工精度的检测方法，通过真实加工的过程验证机床的精度。
根据本发明的实施例，提供一种数控机床加工精度的检测方法，包括：
步骤S1，根据机床的加工模式设计测试模型；
步骤S2，机床对测试模型进行加工验证，机床持续进行的加工时间不小于48小时；
步骤S3，检测加工出的测试模型中的误差，误差包括位置度偏差、圆度偏差、同心度偏差、轮廓度偏差、平行度偏差、垂直度偏差和热位移偏差。
本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法至少具有以下有益效果：本实施例包括以下步骤：步骤S1，根据机床的加工模式设计测试模型，用于机床测试。步骤S2，机床对测试模型进行加工验证，机床持续进行的加工时间不小于48小时，在持续运行的过程中检验机床的加工稳定性和精度水平，避免短暂运行中受到环境等因素影响，进而准确得到各种检测数据。步骤S3，检测加工出的测试模型中的误差，误差包括位置度偏差、圆度偏差、同心度偏差、轮廓度偏差、平行度偏差、垂直度偏差和热位移偏差，从多个角度和多种参数中综合评价机床的加工稳定性和精度水平，有助于客户直观了解机床的加工能力，同时为机床产品的不断提升提供客观综合的参考数据，有利于不断提高产品质量。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，测试模型中设有若干个检测区，检测区包括位置度检验区、圆度检验区、同心度检验区、轮廓度检验区和平行度检验区，检测区沿测试模型的圆周方向分布。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，测试模型设有若干个沿高度方向层叠的测试层，每个测试层均设有检测区。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，在步骤S2中，每一个测试层的加工时间均等且至少为160分钟。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，在步骤S3中，检测位置度检验区中不同角度的竖直面的位置度数据，并分析每一个测试层之间的数据差异，进而得出位置度偏差。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，在步骤S3中，检测每一个测试层之间的不同半径的圆弧轮廓的圆度数据和同心度数据，进而对比得出圆度偏差和同心度偏差。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，在步骤S3中，检测每一个测试层中的外侧面的轮廓数据，并通过对比得到轮廓度偏差。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，在步骤S3中，检测并对比每一个测试层中的平行度检验区中平面的平行度数据并得出平行度偏差。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，在步骤S3中，检测每一个测试层中的两个相互垂直的平行度检验区的平面数据，得出垂直度偏差。
根据本发明所述的一种数控机床加工精度的检测方法，在步骤S3中，包括使用在机测量和使用三坐标测量仪测量的方式进行检验。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为本发明实施例测试模型的轴测视图；
图2为本发明实施例测试模型的俯视图；
图3为本发明实施例一种数控机床加工精度的检测方法的流程示意图。
附图标记：
测试模型100；基准层101；测试层102；位置度检验区103；圆度检验区104；同心度检验区105；轮廓度检验区106；平行度检验区107。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图3，本发明的实施例提供了一种数控机床加工精度的检测方法，包括：
步骤S1，根据机床的加工模式设计测试模型100，提供机床测试的模型。可选地，测试模型100是根据针对三轴及以上的机床加工精度的需求，通过三维建模软件设计而成，在测试模型100中设有若干个检测区，检测区包括位置度检验区103、圆度检验区104、同心度检验区105、轮廓度检验区106和平行度检验区107，检测区沿测试模型100的圆周方向分布，分别用于检测各种精度数据。进一步地，测试模型100设有若干个沿高度方向层叠的测试层102，在本申请技术方案中，测试层102设置为18层，每个测试层102均设有检测区。可选地，测试模型100还设有基准层101，基准层101作为测试层102的基准，优选基准层101的厚度大于测试层102。可选地，测试层102的直径沿着高度方向逐级递减，构成金字塔的造型，在机床测试过程中分别加工每一个测试层102的上表面和侧面轮廓，优选地，每一个测试层102的标称厚度一致，因此对于每个测试层102的切削高度一致，便于减少变量。参照图2，轮廓度检验区106包括相互具有一定角度的外侧平面和弧面，并且弧面和外侧平面相连接，用于反映机床加工时的轮廓精度。
步骤S2，机床对测试模型100进行加工验证，机床持续进行的加工时间不小于48小时。首先，测试模型100通过CAM软件进行处理，并根据机床的加工类型进行工艺开发，包括制定使用的刀具类型、切削参数等，编写出的加工程序导入至机床中进行加工测试。其次，坯料装夹完成并开始加工测试时，机床在坯料上先加工出基准层101，可选地，基准层101的加工时间不少于1分钟，并且初步对测试层102的外形完成开粗加工。进一步地，每一个测试层102的加工时间均等且至少为160分钟，可选地，在加工测试层102前，加工的刀具在坯料的顶部进行时间至少为160分钟的空运行，空运行完成后再从坯料的顶部开始进行切削加工出测试层102，有助于测试机床的加工稳定性。
步骤S3，在加工完成后，检测加工出的测试模型100中的误差，误差包括位置度偏差、圆度偏差、同心度偏差、轮廓度偏差、平行度偏差、垂直度偏差和热位移偏差。可选地，包括使用在机测量和使用三坐标测量仪测量工件的方式进行数据采集，在机测量即加工完测试模型100不拆卸，在机床的主轴上安装测头，通过计量软件接收测头在测试模型100上的检测数据并进行分析；使用三坐标测量仪则是把测试模型100放置到三坐标测量仪的工作台上，通过测头进行数据收集。
可选地，在步骤S3中，检测位置度检验区103中不同角度的竖直面的位置度数据，并分析对比每一个测试层102之间的数据差异，进而得出位置度偏差，可以理解的是，位置度偏差包括测试层102中各个平面的平面度和外侧轮廓的直线度。可选地，检测每一个测试层102之间的不同半径的圆弧轮廓的圆度数据和同心度数据，进而对比得出圆度偏差和同心度偏差。进一步地，在圆度检验区104中测量其外侧面圆弧的轮廓得到每一个测试层102的圆度数据，在同心度检验区105中测量其外侧面圆弧的轮廓，并对比每一个测试层102的圆弧轮廓，得出同心度偏差的数值。
可选地，检测每一个测试层102中的外侧面的轮廓数据，并通过对比得到轮廓度偏差。进一步地，针对轮廓度检验区106中的外侧面轮廓进行测量，并对比每一个测试层102中的外轮廓差异，得到轮廓度偏差数据。可选地，测试轮廓度偏差不仅限于测量轮廓度检验区106，可通过测量其他的检测区或整个测试层102的外侧面轮廓并进行对比。
可选地，热位移偏差包括热伸长误差和热漂移误差，在加工完成后，通过测量每一个测试层102与基准层101对比得出的层高数据，然后与标称数值对比后得出每一个测试层102的数据误差值，由此得出热伸长误差和热漂移误差的数值。
可选地，检测并对比每一个测试层102中的平行度检验区107中平面的平行度数据并得出平行度偏差。具体地，在测试模型100中，每一个测试层102的径向两侧上至少设有一对相互对称设置的平行度检验区107，在检测平行度偏差时，可通过测量不同层的测试层102中同一侧的平行度检验区107的外侧面数据并进行对比，或对比同一个测试层102中径向两侧的平行度检验区107的外侧面数据，用于检验机床上沿平面方向X轴或Y轴方向的平行度偏差。可选地，平行度检验区107在测试模型100的圆周方向上至少设有两个外侧面相互垂直的平行度检验区107，有助于检测出垂直度偏差。进一步地，检测同一个测试层102中的两个相互垂直的平行度检验区107的平面数据，并测量不同的测试层102中各自的垂直度偏差数据，综合得出机床加工过程中的垂直度偏差。进一步地，在测试模型100中同时设置外侧面轮廓平行于X轴和Y轴的平行度检验区107，有助于直观反映机床在X轴和Y轴方向的稳定性和精度。可选地，还包括平行度检验区107中外侧平面沿纵向方向的垂直度偏差，即包括测量每一个测试层102中沿XY方向、XZ方向和YZ方向的垂直度偏差，并且每一个测试层102的数据相互比对。
通过测量综上各种数据，综合而客观地评价机床整体的加工稳定性和精度水平，有助于客户直观了解机床的加工能力，同时为机床产品的不断提升提供客观综合的参考数据，有利于不断提高产品质量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1，根据机床的加工模式设计测试模型；
步骤S2，所述机床对所述测试模型进行加工验证，所述机床持续进行的加工时间不小于48小时；
步骤S3，检测加工出的所述测试模型中的误差，所述误差包括位置度偏差、圆度偏差、同心度偏差、轮廓度偏差、平行度偏差、垂直度偏差和热位移偏差。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：所述测试模型中设有若干个检测区，所述检测区包括位置度检验区、圆度检验区、同心度检验区、轮廓度检验区和平行度检验区，所述检测区沿所述测试模型的圆周方向分布。
3.根据权利要求2所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：所述测试模型设有若干个沿高度方向层叠的测试层，每个所述测试层均设有所述检测区。
4.根据权利要求3所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S2中，每一个所述测试层的加工时间均等且至少为160分钟。
5.根据权利要求3所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S3中，检测所述位置度检验区中不同角度的竖直面的位置度数据，并分析每一个所述测试层之间的数据差异，进而得出所述位置度偏差。
6.根据权利要求3所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S3中，检测每一个所述测试层之间的不同半径的圆弧轮廓的圆度数据和同心度数据，进而对比得出所述圆度偏差和所述同心度偏差。
7.根据权利要求3所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S3中，检测每一个所述测试层中的外侧面的轮廓数据，并通过对比得到所述轮廓度偏差。
8.根据权利要求3所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S3中，检测并对比每一个所述测试层中的所述平行度检验区中平面的平行度数据并得出所述平行度偏差。
9.根据权利要求3所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S3中，检测每一个所述测试层中的两个相互垂直的所述平行度检验区的平面数据，得出所述垂直度偏差。
10.根据权利要求3所述的一种数控机床加工精度的检测方法，其特征在于：在所述步骤S3中，包括使用在机测量和使用三坐标测量仪测量的方式进行检验。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103286635A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-11 | 沈阳机床(集团)有限责任公司 | 一种数控车床样机测试流程及评价方法 |
| DE102014006151A1 (de) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Messung des Rundlaufs einer Werkzeugmaschine sowie für die Durchführung des Verfahrens ausgebildete Werkzeugmaschine |
| CN107450473A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-08 | 南京航空航天大学 | 一种cfxyza型五轴数控机床旋转轴几何误差计算、补偿及其验证方法 |
| CN110270883A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-09-24 | 宁波大学 | 基于试件特征分解的三轴数控机床几何误差与热误差逆向辨识方法 |
| CN110539020A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-06 | 清华大学 | 一种双五轴镜像铣机床的精度自诊断方法 |
| CN114063559A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-18 | 富曜半导体(昆山)有限公司 | 一种五轴数控机床精度验证方法 |
-
2022
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103286635A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-11 | 沈阳机床(集团)有限责任公司 | 一种数控车床样机测试流程及评价方法 |
| DE102014006151A1 (de) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Messung des Rundlaufs einer Werkzeugmaschine sowie für die Durchführung des Verfahrens ausgebildete Werkzeugmaschine |
| CN107450473A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-08 | 南京航空航天大学 | 一种cfxyza型五轴数控机床旋转轴几何误差计算、补偿及其验证方法 |
| CN110270883A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-09-24 | 宁波大学 | 基于试件特征分解的三轴数控机床几何误差与热误差逆向辨识方法 |
| CN110539020A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-06 | 清华大学 | 一种双五轴镜像铣机床的精度自诊断方法 |
| CN114063559A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-18 | 富曜半导体(昆山)有限公司 | 一种五轴数控机床精度验证方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 余用仁;: "谈整形公差圆柱类型表面相互位置偏差", 机械工人.热加工, no. 06 * |
| 项四通;杜正春;杨建国;: "数控机床几何与热误差测量和建模研究新进展", 机械设计与研究, no. 06 * |
| 项四通;杜正春;杨建国;: "数控机床几何与热误差测量和建模研究新进展", 机械设计与研究, no. 06, 20 December 2019 (2019-12-20) * |
Also Published As
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