下载文档原格式
基于激光干涉仪的CA6140机床精度测量实验一、实验目的与要求1.了解雷尼绍XL-80激光干涉仪的工作原理；2.掌握雷尼绍XL-80激光干涉仪的的使用方法；3.掌握普通机床Z轴定位精度、重复定位精度的测量方法；4.掌握普通机床定位误差数据的处理方法。
二、实验仪器与设备1.雷尼绍XL-80激光干涉仪一台；2.CA6140机床一台。
三、实验原理图1 线性定位精度测量原理图来自XL-80激光头的光束进入线性干涉镜，在此光束被分成两束。
一束光（称为参考光束）被引向装在分光镜上的反射镜，另一束光（测量光束）则穿过分光镜到达第二个反射镜。
然后，两束光都被反射回分光镜，在此它们重新组合并被导回到激光头，激光头内的探测器监测两束光之间的干涉。
一般在线性测量过程中，一个光学组件保持静止不动，另一个光学组件沿线性轴移动。
通过监测测量光束和参考光束之间的光路差异的变化，产生定位精度测量值（注意，它是两个光学组件之间的差异测量值，与XL激光头的位置无关）。
此测量值可以与理想位置比较，获得机床的精度误差。
四、实验步骤图2 定位精度测量示意图1.光路搭建（1）开动机床，在保证激光不被机床碰到的情况下，激光干涉仪应离机床越近越好（便于对光）。
（2）放好支架，大体判断镜子所需架设的高度，然后调整支架至合格位置。
各个活动部件都要锁死。
（3）将激光干涉仪安装至支架，激光干涉仪下有锁扣，扣死。
使用水平仪，通过调整支架使激光干涉仪达到水平状态。
（4）将激光干涉仪各个微调螺母调制中间位置（便于以后微调）。
（5）连接激光干涉仪电源、数据线、数据收集器、传感器、电脑等，打开激光干涉仪电源使激光干涉仪预热，等激光指示灯出现绿色后，表明激光已稳定（正常需5分钟）。
（6）架镜子：遵循干涉镜不动，反射镜随机床动a.将机床擦拭干净并将机床开到合适位置，被测量轴工作台需要开到极限位置（最靠近激光仪的一侧）。
b.先架干涉镜，将干涉镜用安装杆、磁性表座固定在机床不可运动部件或其它固定部件上。
操作实例重复测量重复测量是科学研究中一项重要的实验设计要求，它旨在提高实验数据的准确性和可靠性。
通过对同一样本或现象进行多次实验测量，可以减小测量误差对实验结果的影响，同时也可以评估测量方法的可信度和稳定性。
下面就重复测量的概念、目的、方法和原因进行详细讨论。
重复测量是指在相同或相似的条件下，对同一样本或现象进行多次测量的过程。
重复测量的目的一方面是希望通过多次测量得到更加准确和可靠的实验数据，同时也可以评估测量方法的可行性和稳定性。
重复测量方法常用于物理、化学、生物和医学等领域的研究中，常见的实验设计包括多次测量、多次重复实验和多次采样。
重复测量的方法主要有以下几种。
首先，可以进行多次测量并取平均值。
通过多次测量并计算其平均数，可以有效减小个别测量值的误差对最终结果的影响。
其次，可以进行多次重复实验。
重复实验是指在相同条件下，对同一实验进行多次重演。
这样可以验证实验结果的可重复性。
此外，也可以进行多次采样。
多次采样是指在相同或相似条件下，对同一样本进行多次取样，然后对取样结果进行对比。
重复测量的原因主要有以下几个方面。
首先，测量误差是不可避免的。
在实验过程中，由于仪器精度、环境条件和人为因素等原因，测量值往往存在一定的误差。
通过重复测量，可以减小这些误差对实验数据的影响。
其次，重复测量可以验证实验结果的可靠性。
科学研究要求实验结果具有普遍性和可重复性，只有通过多次重复测量，才能得到稳定可靠的结果。
此外，重复测量还可以评估测量方法的可信度和稳定性。
通过对同一样本或现象进行多次测量，可以评估测量方法的相对误差和一致性，进而确定最佳的测量方法。
总结起来，重复测量是科学研究中一项基本要求，通过多次测量可以提高实验结果的准确性和可靠性，验证实验结果的可行性和可重复性，评估测量方法的可信度和稳定性。
在实际研究中，我们应该根据具体需求和条件，选择适当的重复测量方法，并合理解释和分析实验数据，从而得到科学准确的结论。
数控机床各数控轴重复定位精度和反向间隙一、重复定位精度1、定义重复定位精度是指机床滑板或大拖板在一定距离范围内（一般为200-300mm）往复运动7次千分表或激光干涉仪检测的精度。
取这7次的最大差值。
2、影响因素重复定位精度反映了伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等综合误差。
一般情况下，重复定位精度是呈正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一个非常重要的精度指标。
它是影响机器能力指数CMK，工序能力指数CPK的重要因素。
3、相关标准GB/T18400.4-2010 与ISO标准相当。
300毫米长度上±0.0035JIS 日本标准DIN 德国标准二、重复定位精度和定位精度的区别。
定位精度指的是数控轴实际到达的位置和数控系统要求到达的位置误差。
比如要求一个轴走100 mm ，结果实际上它走了100.01 多出来的0.01 就是定位精度。
重复定位指的是同一个位置多次定位过去产生的误差。
比如要求一个轴走100 mm 结果第一次实际上他走了100.01 重复一次同样的动作他走了99.99 这之间的误差0.02 就是重复定位精度。
通常情况重复定位精度比定位精度要高的多。
单件生产（比如模具制造）要求机床具有较高的定位精度，大批量生产要求机床具有较高的重复定位精度三、重复定位精度的检测方法。
有两种，一种使用激光干涉仪，一种使用千分表。
介绍千分表检测重复定位精度。
1、选取数控轴经常使用的一段长度（200~300）毫米。
2、由作业指导员按下列要求编写一段小程序：1）设定坐标轴的起点2）坐标轴以工进速度（300米/分）往前走200或300毫米。
3）停住3秒。
（便于观察千分表）4）返回起点5）重复上述步骤共七次。
程序如下：（以X 轴为例）G91 X0G01 X300. F300G04 X3.G01 X0M993、作业指导员运行先单节运行小程序，确认程序无误。
4、保全工在停止的位置安装好千分表，并将千分表置零。
定位精度、重复定位精度的概念以及国家相关标准许多人经常听到定位精度和重复定位精度的说法但却对它们的概念以及检测方法很模糊本文将阐明其概念并就给出国家标准GB/T 17421.2-2000等同于国际ISO230-21997---数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定。
GB/T 17421.2-2000 数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定 1. 范围本标准规定了通过直接测量机床的单独轴线来检验和评定数控机床的定位精度和重复定位精度的方法。
这种方法对直线运动和回转运动同样适用。
本标准适用机床的型式检验验收检验比较检验定期检验也可用于机床的补偿调整检验。
本标准不适用于需同时检验几个轴线的机床。
2. 定义和符号本标准采用以下定义和符号 2.1. 轴线行程在数字控制下运动部件沿轴线移动的最大直线行程或绕轴线回转的最大行程。
2.2. 测量行程用于采集数据的部分轴线行程。
选择测量行程时应保证可以双向趋近第一个和最后一个目标位置。
2.3. 目标位置i 1 至m 运动部件编程要达到的位置。
下标i表示沿轴线或绕轴线选择的目标位置中的特定位置。
2.4. 实际位置Piji 1 至mj 1 至n 运行部件第j次向第i个目标位置趋近时实际测得的到达位置。
2.5. 位置偏差Xij 运动部件到达的实际位置减去目标位置之差。
Xij Pij Pi 2.6. 单向以相同的方向沿轴线或绕轴线趋近目标位置的一系列测量。
符号↑表示从正方向趋近所得的参数符号↓表示从负方向趋近所得的参数。
2.7. 双向从两个方向沿线轴线或绕轴线趋近某目标位置的一系列测量所测得的参数。
2.8. 扩展不确定度定量地确定一个测量结果的区间该区间期望包含大部分的数值分布。
2.9. 覆盖因子为获得扩展不确定度而用标准不确定度倍率的一个数值因子。
2.10. 某一位置的单向平均位置偏差由n次单向趋近某一位置Pi所得的位置偏差的算术平均值。
2.11. 某一位置的双向平均位置偏差从两个方向趋近某一位置Pi所得的单向平均位置偏差 2.12. 某一位置的反向差值Bi 从两个方向趋近某一位置时两单向平均位置偏差之差。
转台重复定位精度展示方法一、概述转台是一种能够实现角度控制和精确定位的设备，广泛应用于光学测量、天文观测等领域。
在使用转台进行实验和观测时，精确的重复定位是十分关键的，因此需要对转台的重复定位精度进行评估和展示。
本文将介绍几种常见的转台重复定位精度展示方法。
二、理论基础转台的重复定位精度可以用“偏差”来描述，即指转台在不同时间或不同位置进行角度变换后，回到起始位置时与起始位置的角度差。
一般来说，转台的重复定位精度越高，偏差越小。
三、展示方法1.定位误差曲线法定位误差曲线法是一种常用的展示转台重复定位精度的方法。
具体操作步骤如下：(1)设计一组用于测试的角度序列，可以是均匀分布的或特定的序列。
(2)将转台从初始位置开始，按照设计的角度序列进行依次转动。
(3)在每个角度位置停留一段时间，等待转台达到稳定状态。
(4)记录每个角度位置的实际转动角度。
(5)将实际转动角度与设计角度进行比较，计算每个角度位置的定位误差。
(6)绘制定位误差曲线，观察曲线的趋势和波动程度。
2.偏差分布图法偏差分布图法是一种直观展示转台重复定位精度的方法。
具体操作步骤如下：(1)设计一组用于测试的角度序列，可以是均匀分布的或特定的序列。
(2)将转台从初始位置开始，按照设计的角度序列进行依次转动。
(3)在每个角度位置停留一段时间，等待转台达到稳定状态。
(4)记录每个角度位置的实际转动角度并计算定位误差。
(5)统计所有角度位置的定位误差，得到一个偏差分布图。
(6)根据偏差分布图可以直观地观察转台的重复定位精度。
3.最大、最小、平均偏差法最大、最小、平均偏差法是一种简单有效的展示转台重复定位精度的方法。
具体操作步骤如下：(1)设计一组用于测试的角度序列，可以是均匀分布的或特定的序列。
(2)将转台从初始位置开始，按照设计的角度序列进行依次转动。
(3)在每个角度位置停留一段时间，等待转台达到稳定状态。
(4)记录每个角度位置的实际转动角度并计算定位误差。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110019507.1(22)申请日 2021.01.07(71)申请人 广东博智林机器人有限公司地址 528000 广东省佛山市顺德区北滘镇碧桂园社区泮浦路1号A1栋2楼A2-05(72)发明人 杨朋 李晓华 黄卓 刘星 张亚东 (74)专利代理机构 深圳市智圈知识产权代理事务所(普通合伙) 44351代理人 苗燕(51)Int.Cl.G01B 11/00(2006.01)(54)发明名称重复定位精度测量装置和重复定位精度测量方法(57)摘要本申请提供一种重复定位精度测量装置和重复定位精度测量方法。
重复定位精度测量装置适于测量旋转动力部件绕其转动轴线转动的重复定位精度，重复定位精度测量装置包括测量块、激光测距传感器和处理器，测量块具有测量面，测量块适于与旋转动力部件传动连接并与旋转动力部件的转动轴线间隔。
激光测距传感器朝向测量面，用于在测量块处于测量位置时发射激光光束至测量面以形成测量点，并获取与测量点之间的距离，激光光束与测量面呈预设夹角，激光光束与转动轴线的距离为预设距离。
处理器根据预设夹角、预设距离以及距离确定旋转动力部件绕转动轴线转动的重复定位精度，避免了采用高分辨率的编码器和激光跟踪仪，降低了重复定位精度测量装置的成本。
权利要求书2页 说明书8页 附图7页CN 112833787 A 2021.05.25C N 112833787A1.一种重复定位精度测量装置，适于测量旋转动力部件绕其转动轴线转动的重复定位精度，其特征在于，所述重复定位精度测量装置包括：测量块，所述测量块具有测量面，所述测量块适于与所述旋转动力部件传动连接并与所述旋转动力部件的转动轴线间隔；激光测距传感器，所述激光测距传感器朝向所述测量面，用于在所述测量块处于测量位置时发射激光光束至所述测量面以形成测量点，并获取与测量点之间的距离，所述激光光束与所述测量面呈预设夹角，所述激光光束与所述转动轴线的距离为预设距离；以及处理器，所述处理器根据所述预设夹角、所述预设距离以及所述距离确定所述旋转动力部件绕所述转动轴线转动的重复定位精度。
