ГОСТ ISO 230-2-2016 Нормы и правила испытаний станков. Часть 2. Определение точности и повторяемости позиционирования осей станков с числовым программным управлением (Переиздание)
Приложение С
(справочное)
Периодическая погрешность позиционирования
С.1 Общие положения
Периодические погрешности, такие как погрешности, связанные с шагом шарикового винта и с шагом линейного или углового датчиков положения, могут оказывать влияние на позиционирование осей, управляемых от ЧПУ.
В соответствии с 5.2 определение точности и повторяемости позиционирования оси станка с ЧПУ произведена в заданных позициях, которые выбираются добавлением случайного числа r к равномерно распределенным интервалам. Это применено для обеспечения того, что выбор периодической погрешности позиционирования из возможных периодических погрешностей был произведен правильно.
Настоящее приложение описывает испытания, которые могут быть проведены (что является предметом определенного соглашения между производителем/поставщиком и пользователем) для дальнейшего уточнения величины возможных периодических погрешностей, связанных с различными видами линейных и угловых пусковых систем и систем обратной связи позиционирования.
Для систем позиционирования с обратной связью, где датчик положения напрямую измеряет относительное смещение движущегося компонента, периодическая погрешность позиционирования имеет период, равный интервалу, который совпадает с шагом преобразователя (например, с расстоянием между линиями углового или линейного преобразователя или с длиной волны лазерного интерферометра) и может быть корректно выбран при помощи испытаний, описанных в С.2.
Для систем линейного позиционирования с обратной связью с ходовым винтом и угловым датчиком, напрямую с ним связанным, могут присутствовать две периодические погрешности: одна, связанная с шагом ходового винта, и вторая, связанная с расстоянием между линиями углового датчика. В этом случае можно провести два независимых испытания в соответствии с С.2; каждое связано с вероятным интервалом периодической погрешности.
Для других линейных (или угловых) систем позиционирования с обратной связью, где в цепь обратной связи входит более двух элементов (например, угловой датчик на валу электродвигателя с зубчатой или ременной передачей отвала к ходовому винту, который управляет линейным перемещением), могут присутствовать дополнительные источники периодических погрешностей, которые могут быть исследованы отдельно (см. рисунок С.2). Тем не менее следует принять во внимание, что указанные характеристики таких систем обычно не точны, и глубокое изучение периодической погрешности может быть неоправданно.
Для систем углового позиционирования с обратной связью без подшипников радиальное смещение между делением измерительной шкалы и испытуемой осью вращения приводит к возникновению периодической погрешности измерения в соответствии с формулой
, (С.1)
где - погрешность измерения, ";
r - радиальное смещение деления шкалы по отношению к оси вращения в микрометрах (мкм);
D - диаметр среднего деления измерительной шкалы, мм.
Погрешность измерения имеет период, равный одному полному обороту оси, и обычно определяется испытаниями, установленными в 5.2.
С.2 Периодическая погрешность позиционирования с известным(и) периодическим(и) интервалом(ами)
В некоторых случаях лучше заменить случайное число r, указанное в 5.2, на долю интервала (известной) составляющей периодической ошибки.
Приборы и инструменты, используемые для этих испытаний, могут совпадать с приборами и инструментами, используемыми для определения погрешности и повторяемости позиционирования, описанных в 5.3.1.
В пределах двух интервалов ожидаемой периодической погрешности выбирают набор минимум из 21 равномерно распределенной заданной позиции. В каждой заданной позиции производят одно однонаправленное измерение.
Периодическая погрешность линейного позиционирования Р (для линейных или угловых погрешностей) составляет полный диапазон измеренных отклонений при позиционировании, как показано на рисунке С.1, на котором приведен пример результатов измерения периодической погрешности для станка с системой косвенных измерений и шариковым винтом с шагом 10 мм.
|
X - позиция по оси X, мм; Ехх - погрешность линейного позиционирования, мкм; 1 - кривая измеренных отклонений; Р - периодическая погрешность линейного позиционирования
Рисунок С.1 - Пример периодической погрешности линейного позиционирования для оси X с шариковым винтом с шагом 10 мм, электродвигателем с прямой передачей вращения и угловым преобразователем на валу электродвигателя
Дополнительные источники периодической погрешности присутствуют в том случае, если цепь обратной связи позиционирования содержит угловой преобразователь на валу электродвигателя и зубчатую или ременную передачу от вала на шариковый винт, который приводит в действие линейное перемещение.
На рисунке С.2 показана периодическая погрешность в результате несовершенств в зубчатой или ременной передаче с передаточным отношением 3,5:1 в сочетании с периодической погрешностью шарикового винта с шагом 10 мм.