ГОСТ ISO 230-1-2018 Нормы и правила испытаний станков. Часть 1. Геометрическая точность станков, работающих на холостом ходу или в квазистатических условиях

     6.3 Оснастка и инструменты для испытаний

6.3.1 Общие положения

Большинство измерений, описываемых в настоящем стандарте, выполняют для определения отклонений перемещения между компонентами станка, держащими заготовку, и компонентами станка, держащими режущий инструмент.

Описываемые приспособления и инструменты рассматривают только в качестве предложения. Можно использовать другие, способные обеспечивать то же качество и имеющие такую же или меньшую погрешность. Все используемые при помощи программного обеспечения компенсации указывают в отчете об испытаниях.

Особое внимание следует посвятить термальной стабилизации инструментов в соответствии с инструкциями поставщика/производителя (см. ISO/TR 230-11).

В состав всех приспособлений для испытаний обычно включают два зажимных устройства: одно устанавливает базовую точку или поверхность, другое удерживает для считывания определенный датчик напротив базовой точки или поверхности.

Базовой точкой может служить калиброванный шарик или отражатель для лазерного или светового луча. Датчиком могут служить дифференциальный преобразователь с линейной характеристикой (LVDT), датчик электрической емкости, датчик завихрений потока, лазерный интерферометр или индикатор с круговой шкалой. Прежде чем приступить к любому измерению, необходимо убедиться в том, что особые приспособления и функции инструментов в точности соответствуют окружающей среде, в которой работает испытуемый станок. Для такой проверки рекомендуются два основных испытания: стабильность и гистерезис оснастки.

6.3.2 Гистерезис оснастки и испытание на "холостом ходу"

Целью указанных испытаний является обнаружение воздействий гистерезиса оснастки и холостого хода на результаты испытаний, которые могут появиться из-за ослабленного болта в испытательном приспособлении, неудовлетворительной прочности конструкции кронштейна и т.д.

Любой гистерезис, связанный с оснасткой, используемой для измерения геометрической точности, обычно рассматривают как недостаток повторяемости результатов измерения, что может быть ошибочно причислено к характеристикам самого станка.

Гистерезис измерительной оснастки определяют путем приложения соответствующего двунаправленного усилия в направлении измерения между двумя зажимными приспособлениями и наблюдения отклонений, полученных в результате. Чувствительность результатов испытания к магнитуде этого усилия в основном незначительная. Диапазон усилий может быть между 20 и 200 Н, в зависимости от используемых приспособлений и разрешающей способности дифференциального преобразователя с линейной характеристикой. Прилагаемые усилия не должны наносить повреждения испытуемому станку или метрологическим приспособлениям. Во избежание возникновения гистерезиса самого станка рекомендуются усилия, не превышающие 40 Н. Необходимость измерять эти усилия отсутствует.

Испытание включает следующие процедуры, которые выполняют в указанном порядке:

a) Настроить и разместить датчик в нулевой точке между двумя фиксированными позициями перемещающихся в двух направлениях осей.

b) Приложить вручную некоторое усилие к зажимным устройствам, фиксирующим базовую точку/поверхность.

c) После приложения усилия постепенно уменьшить его величину до нуля и снять показания смещения датчика.

d) Выполнить процедуру, описанную в b), в противоположном направлении и снять показания датчика.

e) Разность показаний, полученных в результате выполнения процедур, описанных в b)-d), представляет собой гистерезис базовой точки/поверхности.

f) Приложить такое же усилие к зажимному устройству, фиксирующему положение датчика.

g) После приложения этого усилия постепенно уменьшать его величину до нуля и снимать показания смещения датчика.

h) Выполнить процедуры, описанные в f) и g), в противоположном направлении.

i) Разность показаний, полученных в результате выполнения процедур, описанных в f) и g), представляет собой гистерезис держателя датчика.

j) Арифметическая сумма величины гистерезисов базовой точки/поверхности и держателя датчика представляет собой полный гистерезис настройки для предстоящего испытания.

Стандартной практикой установлено, что гистерезис настройки не должен превышать 10% требуемой повторяемости измерений.

Если измерения дали результат, значительно превышающий указанную величину, и возможность уменьшить его за счет регулировки настройки отсутствует, причиной этого может стать сам станок. В таком случае не стоит продолжать испытания до тех пор, пока не будут исправлены эти условия.

6.3.3 Настройка испытания на стабильность

Металлорежущие станки являются объектом широкого диапазона изменений вибрации как от внутренних, так и от внешних источников. Эти вибрации меняются по частоте и амплитуде в зависимости от времени и места в пределах положений станка и его осей. Характеристики жесткости и демпфирования (амортизации) станка могут исключать воздействие таких вибраций на фактическую работу станка. Однако следствием неудовлетворительной установки испытательного оборудования может стать чувствительность инструмента/метода испытания к вибрации. Настройка испытания на стабильность проектируется таким образом, чтобы удостовериться в том, что установка инструмента не оказывает значительного воздействия на погрешность измерения.

Испытание включает следующие процедуры, которые выполняют в указанном порядке:

a) Устанавливают измерительный инструмент способом, используемым для ходовых испытаний.

b) Позиционируют станок в середине хода для ходовых испытаний.