機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題: VDI、JIS、ISO、GB的數(shù)控位置精度標(biāo)準(zhǔn)---[小女子求助] [打印本頁(yè)]
作者: yajun-wu 時(shí)間: 2006-4-1 22:47
標(biāo)題: VDI、JIS、ISO、GB的數(shù)控位置精度標(biāo)準(zhǔn)---[小女子求助]
樓主、大蝦！小女子多次要求給上傳VDI、JIS、ISO、GB的數(shù)控位置精度標(biāo)準(zhǔn)，居然沒(méi)有人答理我，太讓我失望了！再給大家一個(gè)幫我的機(jī)會(huì)，不然我就不理你們了！真的，不是假話的。哼！呵呵！哈！
作者: taotao 時(shí)間: 2006-4-2 10:04
標(biāo)題: Re: 又急又氣又傷心
頂一個(gè)！熱心朋友幫忙！
作者: cai091027 時(shí)間: 2006-4-2 12:36
標(biāo)題: Re: VDI、JIS、ISO、GB的數(shù)控位置精度標(biāo)準(zhǔn)---[小女子求助]
頂個(gè)。。。。。。
作者: erindolly360 時(shí)間: 2010-5-6 16:24
期待。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
作者: vancouverwu 時(shí)間: 2010-7-9 15:20
一份數(shù)控機(jī)床的促銷文章上，機(jī)床A的“定位精度”標(biāo)為0.004mm，而在另一生產(chǎn)商的樣本上，同類機(jī)床B的“定位精度”標(biāo)為0.006mm。從這些數(shù)據(jù)，你會(huì)很自然地認(rèn)為機(jī)床A比機(jī)床B的精度要高。然而，事實(shí)上很有可能機(jī)床B比機(jī)床A的精度要高，問(wèn)題就在于機(jī)床A和B的精度分別是如何定義的。 0 w( ~' D1 R/ d% ^
所以，當(dāng)我們談到數(shù)控機(jī)床的“精度”時(shí)，務(wù)必要弄清標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)的定義及計(jì)算方法。 4 l: w9 j- J3 v" t7 h2 Y- ?1 B6 o
1 精度定義4 w0 v1 |7 d# F! P8 S
一般說(shuō)來(lái)，精度是指機(jī)床將刀尖點(diǎn)定位至程序目標(biāo)點(diǎn)的能力。然而，測(cè)量這種定位能力的辦法很多，更為重要的是，不同的國(guó)家有不同的規(guī)定。
" O9 \6 }5 ^8 a# H" n日本機(jī)床生產(chǎn)商標(biāo)定“精度”時(shí)，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338標(biāo)準(zhǔn)。JISB6201一般用于通用機(jī)床和普通數(shù)控機(jī)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(biāo)準(zhǔn)在定義位置精度時(shí)基本相同，文中僅以JIS B6336作為例子，因?yàn)橐环矫嬖摌?biāo)準(zhǔn)較新，另一方面相對(duì)于其它兩種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，它要稍稍精確一些。
! N, B. | ]: a歐洲機(jī)床生產(chǎn)商，特別是德國(guó)廠家，一般采用VDI/DGQ3441標(biāo)準(zhǔn)。 - |, J& w1 t8 |1 h1 @9 ?
美國(guó)機(jī)床生產(chǎn)商通常采用NMTBA(National Machine Tool Builder's Assn)標(biāo)準(zhǔn)(該標(biāo)準(zhǔn)源于美國(guó)機(jī)床制造協(xié)會(huì)的一項(xiàng)研究，頒布于1968年，后經(jīng)修改)。 - C+ a1 _* L# W" a$ { ^* {5 S
上面所提到的這些標(biāo)準(zhǔn)，都與ISO標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)。 * k4 K* C4 \$ E
當(dāng)標(biāo)定一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的精度時(shí)，非常有必要將其采用的標(biāo)準(zhǔn)一同標(biāo)注出來(lái)。同樣一臺(tái)機(jī)床，因采用不同標(biāo)準(zhǔn)會(huì)顯示出不同的數(shù)據(jù)(采用JIS標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)據(jù)比用美國(guó)的NMTBA標(biāo)準(zhǔn)或德國(guó)VDI標(biāo)準(zhǔn)明顯偏小)。
8 _) }1 j1 r0 E" N- w) K2 同樣的指標(biāo)，不同的含義- y' X0 M/ X5 A
經(jīng)常容易混淆的是：同樣的指標(biāo)名在不同的精度標(biāo)準(zhǔn)中代表不同的意義，不同的指標(biāo)名卻具有相同的含義。上述4種標(biāo)準(zhǔn)，除JIS標(biāo)準(zhǔn)之外，皆是在機(jī)床數(shù)控軸上對(duì)多目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行多回合測(cè)量之后，通過(guò)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)計(jì)算出來(lái)的，其關(guān)鍵不同點(diǎn)在于1)目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)量;(2)測(cè)量回合數(shù);(3)從單向還是雙向接近目標(biāo)點(diǎn)(此點(diǎn)尤為重要);(4)精度指標(biāo)及其它指標(biāo)的計(jì)算方法。 9 R( T* R2 O, M/ c) d. Q" z
這是4種標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵區(qū)別點(diǎn)描述，正如人們所期待的，總有一天，所有機(jī)床生產(chǎn)商都統(tǒng)一遵循ISO標(biāo)準(zhǔn)。因此，這里選擇ISO標(biāo)準(zhǔn)作為基準(zhǔn)。附表中對(duì)4種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較，本文僅涉及線性精度，因?yàn)樾D(zhuǎn)精度的計(jì)算原理與之基本一致。 # s* n6 g% a! h5 j* A" H- j
3 ISO標(biāo)準(zhǔn)4 W9 R/ P0 K5 l4 i9 A' p
在所有現(xiàn)行的精度測(cè)量過(guò)程中，沿軸向分布的各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)上都假設(shè)存在一條正態(tài)分布曲線(圖1)。由于是多回合的測(cè)量過(guò)程，因此對(duì)應(yīng)于每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，都存在一個(gè)實(shí)際測(cè)定點(diǎn)系列分布，通過(guò)對(duì)這種分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算(累積，多次)，即可定義該正態(tài)曲線。
# m9 G I" ], k7 ?" n一個(gè)±3次標(biāo)準(zhǔn)偏差(記做±3──亦即共6)可以覆蓋無(wú)限個(gè)實(shí)際點(diǎn)中約99.74%的位置分布情形。而這個(gè)發(fā)散度即稱作重復(fù)精度，它是指某一指定目標(biāo)點(diǎn)處的重復(fù)
作者: vancouverwu 時(shí)間: 2010-7-9 15:26
圖1中的正態(tài)曲線是指從單方向接近目標(biāo)點(diǎn)的曲線(稱為單向)，如果從反方向接近目標(biāo)點(diǎn)(稱為雙向)，將會(huì)出現(xiàn)第二條正態(tài)分布曲線(圖2)，兩次不同方向時(shí)的結(jié)果偏差稱反向誤差。理論上它是由于系統(tǒng)的反向間隙所產(chǎn)生的。很明顯，同一機(jī)床采用單向檢測(cè)的數(shù)字結(jié)果要比雙向檢測(cè)時(shí)好看得多。
: H# H7 f X8 D: D機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)比較表
4 T9 P( j8 p7 h/ b2 J7 s指標(biāo)及其它 ISO標(biāo)準(zhǔn) VDI標(biāo)準(zhǔn) NMTBA標(biāo)準(zhǔn) JIS標(biāo)準(zhǔn)
! k* {+ w8 m# {0 H3 l要求目標(biāo)點(diǎn)數(shù) 每1~2m 5個(gè)點(diǎn)，再長(zhǎng)則增加 取決于軸長(zhǎng)度，但最少不能少于5點(diǎn) 不做定義 取決于長(zhǎng)度，每50mm到1000mm一個(gè)點(diǎn)，爾后每100mm一個(gè)點(diǎn) 5 M. r1 H7 ^/ L5 e/ Z8 x
目標(biāo)點(diǎn)接近次數(shù) 單向最少5次 單向每米10次 最少7次 單向1次計(jì)量定位精度，7次計(jì)量重復(fù)精度 w# A. s( [. s! m
單/雙向(單向指測(cè)量過(guò)程中總是從一個(gè)方向接近目標(biāo)點(diǎn)，雙向指從兩個(gè)方向) 建議雙向 建議雙向 建議單向 建議雙向 ) V" w; {( h3 A# R$ ?4 z* B
定位偏差 實(shí)際位置與目標(biāo)位置之差 沿軸向的目標(biāo)點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的實(shí)際位置點(diǎn)之平均值間的最大差值(圖6) 與ISO同，但定義為“目標(biāo)偏差”指標(biāo) 沒(méi)有此項(xiàng)指標(biāo)，因?yàn)閱蜗騼H一次，雙向僅兩次接近目標(biāo)點(diǎn) $ E, M6 B: d. ^ P3 H. x: H
平均定位偏差 某一目標(biāo)位置處定位偏差的代數(shù)平均值 與ISO同，但定義為“平均值” 與ISO同，但定義為“平均” 沒(méi)有此項(xiàng)指標(biāo) ) i2 A# E% k5 K' \
反向誤差 分別從不同方向接近目標(biāo)點(diǎn)時(shí)的平均定位偏差之差值 同ISO 與ISO同，但定義為“空動(dòng)” 沒(méi)有此項(xiàng)指標(biāo)
6 E6 C- a( U2 E' [8 G% ]標(biāo)準(zhǔn)偏差 = [ n (xij-xj)2)2 ] ?. v* z3 D8 t/ Y
 ( e$ l5 k, ^ A
i Z; d% _+ ?" G9 m. y4 B" o1 S
其中：n=接近次數(shù)
/ R; K) H, V: a3 ^: ]7 c" pi=某一次接近
! d% n% v! u" T9 Bxij第i次的定位偏差
$ O) z. T' e1 A& G, k, Q) Bxj平均定位偏差. G. S8 D; R! l0 C! m
( v3 n' h2 E. c% [0 R; F' @
n-1
& }! B6 r& ?+ v* I# |7 [' k& o 沒(méi)有此項(xiàng)指標(biāo)
. z5 A2 ~" E O2 c定位精度 +3與-極限值的最大差額(不考慮位置和運(yùn)動(dòng)方向)適用于單向及雙向。由于存在反向誤差，雙向時(shí)發(fā)散度大，精度值也大 , r& x0 n2 c$ r T* ]
沒(méi)有“精度”這個(gè)指標(biāo)，但有“定位不確定性”與之含義相似，但計(jì)算方法不同(圖4和圖5) 與ISO相近，但定義為“精度” 與另外三種精度有很大差異，定位精度為實(shí)際位置與對(duì)應(yīng)目標(biāo)位置差值的最大值(圖7) ( y* l1 D8 i& B$ R' k, U
重復(fù)精度(單向或雙向) 目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)發(fā)散度的最大值(圖3) 與ISO相近(圖4) 與ISO相近 與另外三種精度有很大差異。它是指目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大發(fā)散度除以2(圖8)
. y6 _2 t$ {" I. D* b為了標(biāo)定機(jī)床的定位精度，必須在運(yùn)動(dòng)軸向上建立一些目標(biāo)位置點(diǎn)，然后根據(jù)目標(biāo)位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一系列實(shí)際位置點(diǎn)計(jì)算±3的分布。如果一條理論正態(tài)曲線──或雙向時(shí)的兩條──在每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)上形成，在經(jīng)過(guò)3分布之后，所有正態(tài)曲線中最上端曲線與最下端曲線之間的展寬即ISO230-1標(biāo)準(zhǔn)中所指的定位精度(圖3)。 4 G0 R V0 q j+ ^
軸向重復(fù)精度指目標(biāo)點(diǎn)處一條正態(tài)曲線最大展寬(單向)或兩條正態(tài)曲線(雙向)之和的最大展寬。一個(gè)最簡(jiǎn)單的理解：重復(fù)精度大約為定位精度的?，但也有例外，并且有時(shí)出入還很大。圖3中目標(biāo)點(diǎn)的正態(tài)曲線旋轉(zhuǎn)了90°，目的是為了更加直觀地表達(dá)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?guī)缀醺采w100%的可能的不準(zhǔn)確性，因此可以期望用它能較好地評(píng)價(jià)數(shù)控機(jī)床的實(shí)際性能。
作者: vancouverwu 時(shí)間: 2010-7-9 15:28
為了標(biāo)定機(jī)床的定位精度，必須在運(yùn)動(dòng)軸向上建立一些目標(biāo)位置點(diǎn)，然后根據(jù)目標(biāo)位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一系列實(shí)際位置點(diǎn)計(jì)算±3的分布。如果一條理論正態(tài)曲線──或雙向時(shí)的兩條──在每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)上形成，在經(jīng)過(guò)3分布之后，所有正態(tài)曲線中最上端曲線與最下端曲線之間的展寬即ISO230-1標(biāo)準(zhǔn)中所指的定位精度(圖3)。
& K, A3 y- [. t- |軸向重復(fù)精度指目標(biāo)點(diǎn)處一條正態(tài)曲線最大展寬(單向)或兩條正態(tài)曲線(雙向)之和的最大展寬。一個(gè)最簡(jiǎn)單的理解：重復(fù)精度大約為定位精度的?，但也有例外，并且有時(shí)出入還很大。圖3中目標(biāo)點(diǎn)的正態(tài)曲線旋轉(zhuǎn)了90°，目的是為了更加直觀地表達(dá)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?guī)缀醺采w100%的可能的不準(zhǔn)確性，因此可以期望用它能較好地評(píng)價(jià)數(shù)控機(jī)床的實(shí)際性能。
( L/ g& Z! ]# a# G圖3 單/雙向時(shí)的定位精度及重復(fù)精度/ y; t- X) r3 C. P. X2 n2 U
4 NMTBA標(biāo)準(zhǔn)2 B% ]1 d( Y! a/ L4 X1 V
美國(guó)的NMTBA標(biāo)準(zhǔn)與ISO標(biāo)準(zhǔn)非常近似，一個(gè)區(qū)別就是：NMTBA標(biāo)準(zhǔn)喜歡采用單向測(cè)量，而ISO標(biāo)準(zhǔn)建議雙向測(cè)量；另一區(qū)別是：NMTBA標(biāo)準(zhǔn)采用“滑動(dòng)尺”(如同VDI標(biāo)準(zhǔn))，這樣把精度與軸的長(zhǎng)度關(guān)聯(lián)起來(lái)，而這一點(diǎn)ISO標(biāo)準(zhǔn)并未涉及。單從這一點(diǎn)來(lái)看，1972年出版的NMTBA標(biāo)準(zhǔn)也許有點(diǎn)過(guò)時(shí)，因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)調(diào)節(jié)功能，諸如絲桿間隙補(bǔ)償?shù)?現(xiàn)在已經(jīng)能夠調(diào)整軸向移動(dòng)中產(chǎn)生的誤差──不論軸的長(zhǎng)短，而1988年出版的ISO標(biāo)準(zhǔn)則很顯然地反映出這一點(diǎn)。同樣應(yīng)該注意的是，NMTBA標(biāo)準(zhǔn)在滑動(dòng)尺這一點(diǎn)上與VDI標(biāo)準(zhǔn)相似。 - z N8 F2 r; G1 @
還有一點(diǎn)區(qū)別，那就是NMTBA以正負(fù)值反映，而VDI和ISO以絕對(duì)值反映，實(shí)際上絕對(duì)值與正值和負(fù)值相等(也就是+0.002mm，-0.002mm或±0.002mm=0.004mm)，兩種表達(dá)方式總的來(lái)說(shuō)有相同的解釋，但技術(shù)上來(lái)說(shuō)還是不一樣的。 7 h, ]; D8 H9 g" @$ L: V) D, b
圖4 VDI標(biāo)準(zhǔn)的定位不確定性(P)0 f5 N( l; W0 h( Y
5 德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
& Q4 m7 E3 L3 ]! e) Y7 w) H德國(guó)采用的標(biāo)準(zhǔn)VDI/DGQ(Verein Deutscher Ingeieure/Deutsche Gesellschaft fuer Qualitaet)與ISO及NMTBA標(biāo)準(zhǔn)基本相近，或者更準(zhǔn)確地說(shuō)，ISO標(biāo)準(zhǔn)與VDI及NMTBA標(biāo)準(zhǔn)相近。因?yàn)楹蠖咴谇罢咧皢?wèn)世并且很明顯地被前者用做基礎(chǔ)。盡管計(jì)算方法及指標(biāo)有區(qū)別，但關(guān)鍵計(jì)算結(jié)果，即定位精度和重復(fù)精度在三種標(biāo)準(zhǔn)中相近。 4 k/ V9 G; o+ V" m' X9 |+ `% o
德國(guó)VDI方法是文中所提及各種方法中最復(fù)雜的一種，該標(biāo)準(zhǔn)中的一些指標(biāo)，若不做仔細(xì)分析，則很難搞清楚。指標(biāo)“定位精度”不象在ISO標(biāo)準(zhǔn)中只有單一數(shù)字表達(dá)，而是分成四個(gè)部分：定位不確定性(P)，定位發(fā)散度(Ps)，反向誤差(U)和定位偏差(Pa)。
! b+ R+ [. W6 }, c, S5 q與ISO標(biāo)準(zhǔn)中的定位精度最相近的是VDI中的定位不確定性(P)，盡管這兩項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算過(guò)程不大一樣，但最終結(jié)果卻極為近似：都是計(jì)算沿軸向的正態(tài)曲線的最大展寬(圖4)區(qū)別僅在于正態(tài)分布曲線的計(jì)算方法。VDI標(biāo)準(zhǔn)將雙向測(cè)量的兩根正態(tài)曲線合并為一體，定義為定位發(fā)散度(Ps)它是通過(guò)首先取平均值，然后進(jìn)行六次平均標(biāo)準(zhǔn)差(即6，圖5)而得出的，然后將反向誤差(U)除以2，每一半加至平均正態(tài)曲線(即定位發(fā)散度)的一端(圖4中的“U/2”)。
% C* q) I5 W. Z7 m4 H指標(biāo)“定位偏差”在VDI中的描述與ISO標(biāo)準(zhǔn)中的同名指標(biāo)不同，在ISO標(biāo)準(zhǔn)中它是指目標(biāo)點(diǎn)與實(shí)際點(diǎn)之差(圖1)，在VDI標(biāo)準(zhǔn)中是指沿軸向的各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一系列實(shí)際位置點(diǎn)的平均值的最大差額(圖6)。 5 f, ~3 C( w% }1 u! O! M; d
圖5 正反向正態(tài)曲線合并及定位發(fā)散度(Ps)
4 z6 N; K) n( k) a& U/ ?圖6 定位偏差(Pa)8 C( \. O, l6 u5 T' I* Q% {
軸向重復(fù)精度與ISO標(biāo)準(zhǔn)中的定義很相似，它是由目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大定位發(fā)散度加上反向誤差而得到的(圖4)。 1 d: l! q- f2 T& M8 @
6 JIS標(biāo)準(zhǔn)
7 v I4 o( [, t; {0 b日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS遠(yuǎn)比前述任一精度標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)單，自然也遠(yuǎn)不如前述任一精度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確。JIS B6336僅要求一次往返目標(biāo)點(diǎn)檢測(cè)(雙向)目標(biāo)點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)實(shí)際點(diǎn)列之間的最大定位偏差即為定位精度(圖7)JIS B6336根本不考慮ISO、VDI和NMTBA中運(yùn)用的±3分布。 % g/ T7 Q$ b7 s! w: r! i$ N
用這種方法計(jì)量出的數(shù)控機(jī)床的精度結(jié)果給人的感覺(jué)是無(wú)論比ISO標(biāo)準(zhǔn)還是NMTBA標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量的都要高，數(shù)值比例為1:2。JIS標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)精度是指目標(biāo)點(diǎn)處的最大分散度。這種通過(guò)7次雙向測(cè)量得出的最大分散度除以2，然后冠以“±”值，即表達(dá)出重復(fù)精度(圖8)。
) e* m' n3 Q0 R6 L8 y7 M圖7定位精度即最大定位偏差 H2 v* b! Q7 r, g n
圖8 重復(fù)精度為最大分散度除2后取“±”值
2 H7 b1 A" V0 r
7 {0 B& z( [7 A8 C總之，單根據(jù)樣本等資料標(biāo)注的精度數(shù)值，很難一下判別孰精孰粗，用戶必須仔細(xì)分析，切莫上當(dāng)。
作者: 闖大連 時(shí)間: 2011-9-23 16:54
說(shuō)的很復(fù)雜，搞不清楚
作者: yglqk 時(shí)間: 2011-10-7 17:12
支持一下！！呵呵
8 Y- `/ R% p3 y1 Q' h- J
% N% p$ L5 u$ p: V2 ^/ K5 `7 N4 S' s1 @6 T2 X" [
7 E+ d& F' F6 O, y/ J% h8 q/ s% z; h
2 U' n. L& ^. f6 h, [, d" I5 r8 O* z
6 B) ]. k2 X4 w- ]# C* v2 D! h1 V. [6 w' F( z
; N& V9 B4 ?, V& t
& J& B) M0 u, e! a; ]
/ L" E0 W. ~9 @
\; H! A* J: o! o6 D
# h; I+ v9 p9 F. X$ L
1 b ]$ p( t2 }
| 歡迎光臨 機(jī)械社區(qū) (http://www.ytsybjq.com/) |
Powered by Discuz! X3.5 |