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質疑現行國家標準,提高數控機床精度
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          內容摘要:數控機床的優點是精度高效率高,準確檢驗并修正其定位精度十分重要。檢測數控機床的精度,國家標準推薦使用雙頻激光干涉儀而未推薦步距規,實屬謬然,絕大多數情況下還是使用步距規檢測更準確?! ∈鼗駁撓諾閌薔雀咝矢?,準確檢驗并修正其定位精度十分重要。檢測數控機床的精度,國家標準推薦使用雙頻激光干涉儀而未推薦步距規,實屬謬然,絕大多數情況下還是使用步距規檢測更準確。步距規因溫度變化所引入的測量不確定度顯著小于用雙頻激光測量。在絕大多數現場環境條件下,溫度變化梯度在0.5℃/h以上,超出激光干涉儀的正確使用條件限制。而步距規因其熱膨脹系數與被測對象基本相同,只要與被測對象等溫足夠時間,之后的溫度變化對其檢測結果影響小。步距規具有尺寸穩定,對環境要求不高,操作簡單、價格低廉等優點。對大多數數控機床生產企業和用戶檢測數控機床精度,步距規更實用。
          該文還指出影響激光干涉儀測量準確性的主要因素有:
          1,當現場的環境條件偏離標準環境條件,如氣流擾動、氣溫波動偏離標準要求,或是一天中上午和下午氣溫和氣溫變化較大,會使前后兩次檢測結果明顯不一致;
          2,激光干涉儀檢定周期兩年可能偏長,這期間溫度、濕度等傳感器很可能與上次校準結果出現明顯偏差;
          3,有的激光干涉儀用戶,在送檢時只送檢了激光器,而沒有送檢溫度傳感器?;蛐W技す餛魘?,沒有同時校準溫度傳感器。
          4,理論上講,激光干涉儀的帖附式溫度傳感器應貼在機床光柵尺上,但由于光柵尺裝在密封的鋁罩殼內,光柵尺的溫度變化總是滯后于實際帖附點處的溫度變化。兩處實際溫度之差,將引起測量誤差。
          5,使用中激光干涉儀一般安裝在三角架上并支撐在地面上,反射鏡安裝在機床工作臺上。由于工作臺較重,移動中會引起地腳支撐點的微小彈性變形,從而引起床身連同工作臺一起相對于三腳架產生傾角變化,此變化量也會引起測量誤差;而使用步距規測量,床身連同工作臺一起傾斜,不會引起此項測量誤差。
          現行檢驗數控機床定位精度的國際標準GB/T 17421.2—2000幾乎是照搬國際標準ISO230-2:1997的相關內容,不顧中國國情(大多數數控機床生產企業不具備準確使用激光干涉儀的現場條件),依樣推薦使用激光干涉儀檢驗數控機床定位精度,致使因上面論述的原因造成國產數控機床定位精度遲遲得不到提高。
          為高檔數控機床軸線定位誤差起碼應在500mm內不超過±5μm,而現場激光干涉儀的測量誤差接近±5μm,這樣的檢測精度根本不符合要求。如果用步距規進行該項檢驗,是完全可以保證檢測精度的。上海特略精密數控機床有限公司和廣東中山銳鋒數控裝備有限公司使用步距規校準數控機床,使數控機床軸向定位精度達到±3μm就是最好的例證。另外,桂林廣陸數字測控股份有限公司,使用激光干涉儀校準1000mm激光刻線機,多次校準均達不到精度要求。最后使用桂林安一量具有限公司生產的步距規,一次校準激光刻線機便成功達到精度要求。
          國內外公認三坐標測量機屬精密數控裝備,《坐標測量機的驗收檢驗和復檢檢驗》國際標準(ISO 10360-2:2009)和國家標準GB/T 16857.2-2006都強烈推薦步距規作為實物長度標準器用于檢驗坐標測量機。步距規能檢測坐標測量機定位精度,亦能用于檢測具有同類坐標軸的數控機床。
          國內外知名的國家華東計量測試中心、上海計量測試研究院的精測室,裝備有高檔的德國萊茲三座測量機和安捷倫(原美國惠普)雙頻激光干涉儀,在精測前還常用步距規進行校對以達到最佳測量效果。每年為許多世界知名企業進行各種精密長度測量服務,對檢測結果無一例發生爭議。
          全國量具量儀標委會有關人員,曾于2011年4月北京國際機床展覽會期間,向國家機床標委會主任提出修訂數控機床有關技術標準建議,建議寫上步距規亦可作為實物長度標準器用于檢驗數控機床定位精度,希望盡快修改或以備忘錄方式補充標準有關條文。
          對于已經花幾十萬元購買了激光干涉儀的企業,只需再花其十分之一的價錢就可買一臺具有世界級水平的高精度步距規,將會使你的數控機床很快提高定位精度。我國知名的量塊和步距規校準專家、國家計量測試中心的黃曉蓉先生說過,激光干涉儀不宜單獨使用,應與步距規比對使用,方能保證測量結果的準確性。國家量具量儀標準化委員會委員全貽智先生(原廣西計量測試研究院總工程師)和王曉飛女士(現江蘇省計量測試研究院科技處長)合寫的 “高精度步距規在檢驗數控機床時的突出優勢”一文里,從專業計量人員角度,詳細列舉了高精度步距規的各項優勢。(作者:吳峰山 出處:安一量具有限公司)(點擊次數:2542
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