JJF 1410-2013
基本信息
标准号:
JJF 1410-2013
中文名称:丝杠动态行程测量仪校准规范
标准类别:国家计量标准(JJ)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
丝杠
动态
测量仪
校准
规范
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
JJF 1410-2013 丝杠动态行程测量仪校准规范
JJF1410-2013
标准压缩包解压密码:www.bzxz.net
标准内容
中华人民共和国国家计量技术规范JJF1410-2013
丝杠动态行程测量仪校准规范
Calibration Specification forDynamical Screw Travel Testers2013-05-13发布
2013-11-13实施
国家质量监督检验检疫总局发布JJF1410—2013
丝杠动态行程测量仪校准规范
CalibrationSpecificationfor
DynamicalScrewTravelTesters
JJF1410-—2013
代替JJG671—1990
归口单位:全国几何量长度计量技术委员会主要起草单位:中国计量科学研究院北京机床研究所
参加起草单位:山东博特精工股份有限公司安阳鑫盛机床股份有限公司
南京工艺装造制造有限公司
大连高金数控集团有限公司
本规范委托全国几何量长度计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:
JJF1410—2013
王为农(中国计量科学研究院)焦洁(北京机床研究所)
参加起草人:
朱继生
(山东博特精工股份有限公司)李运生
三(安阳鑫盛机床股份有限公司)黄育全
(南京工艺装备制造有限公司)钱永芬(南京工艺装备制造有限公司)赵顺利(大连高金数控集团有限公司)引言
1范围
2引用文件
3术语
3.1目标行程1,
3.2实际平均行程1元
3.3有效行程1。
3.4实际平均行程偏差eo或es
3.5行程变动量V
4概述·
5计量特性…
5.1旋转头架对顶尖的回转误差
5.2测头架运动的直线度
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5.3头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度5.4尾架运动方向对测头架运动方向的平行度5.5行程示值误差…
5.6综合测量的复现性·
6校准条件
6.1环境条件·.
6.2校准用仪器设备
7校准项目和校准方法
7.1一般性检查.
7.2校准项目与方法
8校准结果表达·
9复校时间间隔
附录A不确定度分析示例
附录B滚珠丝杠副行程偏差和变动量表录
(3)
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(4)
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(8)
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本规范主要依据标准是GB/T17587.1-1998eqvISO3408-3:1992《滚珠丝杠副第1部分:术语和符号》、GB/T17587.3-1998eqvISO3408-3:1992《滚珠丝杠第3部分:验收条件和验收检验》。副
本规范为修订,代替JJG6711990《丝杠动态测量仪》。从丝杠行程动态测量仪的原理和功能出发,重新规定了计量特性组合,包括:一一测头架运动直线度代替了工作台移动时在水平面和垂直面的直线度;一测头架运动对头架/尾架顶尖连线的平行度由头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度和尾架运动方向对测头架运动方向的平行度2项计量特性组成,代替了头架主轴锥孔中心线和尾架套筒锥孔中心线对工作台移动导轨的距离相差值、头架主轴锥孔中心线与工作台移动方向的平行度、尾架套筒锥孔中心线与工作台移动方向的平行度等;一行程示值误差代替了工作台移动时绕工轴、y轴和轴的摆动;一综合测量的复现性代替了一次安装多次测量重复性和多次安装测量重复性。标准器和校准方法也进行了相应的调整。JJG671-—1990为首次发布。
1范围
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丝杠动态行程测量仪校准规范
本规范适用于丝杠动态行程测量仪的校准。2引用文件
本规范引用了下列文件:
JJF1071国家计量校准规范编写规则GB/T17587.1-1998eqvISO3408-1:1991滚珠丝杠副符号
第1部分:术语和
GB/T17587.3—1998eqvISO3408-3:1992滚珠丝杠副第3部分:验收条件和
验收检验
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规则:凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括修改单)适用于本规则。3术语
GB/T17587.1-1998界定的术语和定义适用于本规范。3.1目标行程t,specifiedtravel【GB/T17587.1—19983.2.4.5】目标导程与旋转圈数的乘积。
注:有时目标行程可由公称行程和行程补偿值表示。3.2实际平均行程Lmactualmeantravel【GB/T17587.1—19983.2.4.7】对实际行程具有最小直线度偏差的直线。3.3有效行程Luusefultravel【CGB/T17587.1-19983.2.4.8】有指定精度要求的行程部分(即行程加上滚珠螺母体的长度)。3.4实际平均行程偏差e.或esactualmeantraveldeviationeonore【GB/T17587.1-19983.2.5.3)
在有效行程内,实际平均行程1与公称行程1。之差,或者实际平均行程1与目标行程之差。
3.5行程变动量Vtravelvariation【GB/T17587.1--19983.2.6]平行于实际平均行程1且包容实际行程曲线的带宽值。注:已经规定的行程变动量有:2元驱度行程与带宽值Vz相对应:300mm行程与带宽值Va相对应有效行程与带宽值V。相对应。注:以上带宽有允许带宽(符号是“p\)与实际带宽(符号“a\)之区别。例如:300mm长度内行程充许带宽为Vao0p,有效行程内的实际带宽为V,4概述
丝杠动态行程测量仪(以下简称丝杠测量仪)是测量丝杠行程质量的设备,测量丝1
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杠(副)的行程偏差eo或em、行程变动量V..,Voa、Vz等参数。图1所示,丝杠测量仪由床身1,主轴箱2,测头架4,激光干涉仪10,尾架9,操作台11等组成,必要时配备丝杠支承8。床身1上的主导轨为测头架提供导向和支撑,副导轨为尾架提供导向和锁紧。操作台11主轴箱2丝杠3剩头架4测量校镜5测量拖车6测量梭镜了支承8尾架9
床身!
图1仪器的组成
丝杠测量仪的工作原理如下(图2):千涉仪10
利用顶尖孔将被测丝杠3安装在主轴箱与尾架的顶尖之间,由主轴箱中的动力带动旋转。载有测头的测头架沿主导轨运动,尾架在副导轨上固定或移动。测量丝杠副综合行程误差时,螺母通过螺母夹具与测头架刚性连接,旋转的丝杠通过螺母驱动测头架作轴向运动。测量丝杠导程误差时,测头架4上的带动测头12放在被测丝杠的螺旋槽内(见图3),旋转的丝杠通过带动测头12驱动测头架作轴向运动。主轴箱内安装的角度编码器测量丝杠的旋转角度,激光干涉仪测量测头架的位移。计算丝杠转角值及测头架的位移量,得到被测丝杠副行程误差或丝杠导程误差。测量校镜5测量拖车6
测头架4bzxZ.net
圆光橱信号处理
测量校镜7
凌珠丝杠3
微光头
激光信号处理
综合处理电路
计算机/CRT
图2丝杠测量仪工作原理
计量特性
丝杠3
径向导向板19
测头架基体18
旋转头架对顶尖的回转误差
5.2测头架运动的直线度
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带动别头12测量别头13
外圆定位测头14
测量校镜5
弹性元件15
弹性机构17弹性元件16
图3测头架工作原理
头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度尾架运动方向对测头架运动方向的平行度行程示值误差
5.6综合测量的复现性
校准条件
6.1环境条件
环境温度、梯度及其稳定性,以及环境湿度、气压等,均对校准的不确定度产生明显的影响,应进行控制,并在校准结果的测量不确定度中给予考虑。6.2校准用仪器设备
校准用仪器设备见表1。
表1校准用仪器设备
校准项目
旋转头架对项尖的回转误差
测头架运动的直线度
头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度尾架运动方向对测头架运动方向的平行度行程示值误差
综合测量的复现性
杠杆千分表
校准用仪器设备
标准激光干涉仪及其直线度附件圆柱检验棒,杠杆千分表
锥柄圆柱检验棒,杠杆千分表
标准激光干涉仪及其长度附件
标准丝杠(副)
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标准丝杠(副)的长度L一般应不小于测量仪最大装夹长度的1/3,丝杠外径一般采用最大测量外径的1/3~2/3。滚珠丝杠副经过充分跑合,预紧转矩检验符合GB/T17587.31998要求,精度等级优于P3级。
7校准项目和校准方法
7.1一般性检查
7.1.1外观及相互作用检查
丝杠测量仪不应有影响计量特性的各种外观缺陷。丝杠测量仪的定位、锁紧部分应可靠,各活动部分的移动和转动应平稳,不允许有卡滞或松动现象,限位开关功能可靠7.1.2通电检查
按使用说明书的规定启动丝杠测量仪,各种示值显示正常。7.2校准项目与方法
7.2.1旋转头架对顶尖的回转误差如图4所示,在头架盘上用专用表架固定杠杆千分表,使其测头与顶尖锥面的母线接触。旋转拨盘,从正反两个方向进行检测。以单方向旋转中,杠杆千分表示值变化的最大值作为校准结果。
图4旋转头架对顶尖的回转误差测量7.2.2测头架运动的直线度
直线度反射镜直线度干涉镜
激光干涉仪
图5测头架运动的直线度
如图5所示,利用标准激光干涉仪测量测头架运动的直线度。根据测量导轨长度选择直线度附件。直线度反射镜和标准激光干涉仪分别安放在床身的两端,根据测量方向(水平或垂直方向)进行设置:调整光轴与测头架运动方向平行,并与直线度反射镜中点相交。在测头架上安装直线度干涉镜。具体操作按照激光干4
涉仪的使用手册进行。
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在测头架的移动范围内均匀分布测量点,测量点总数不少于11个,相邻点间距离不超过圆柱检验样的有效长度。以最小二乘法计算直线度。
7.2.3头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度a
杠杆千分表圆柱检验栋
刻头架
主导铁
图6买架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度测量如图6所示,在头架顶尖和尾架顶尖之间装夹圆柱检验棒,在测头架上安装杠杆千分表,使杠杆千分表测头分别与圆柱检验棒的上母线和侧母线b接触。移动测头架,在圆柱检验棒母线全长上均勾分布10个间隔进行采样,读取杠杆千分表示值ai..biut.
圆柱检验棒绕头架/尾架顶尖连线旋转180,使杠杆千分表测头分别与圆柱检验棒的下母线(和侧母线6,接触,移动测头架,在圆柱检验棒母线全长上均匀分布10个间隔采样(位置与α,b相同),读取杠杆千分表示值a2,b2。a,=(aa2)/2
bh=(n-b2)/2
Q,b,的最大值与最小值之差即为头架/尾架项尖连线与主导轨在垂直方向和水平方向的平行度。
7.2.4尾架运动方向对测头架运动方向的平行度如图7所示,在尾架顶尖套锥孔中安装锥柄圆柱检验棒,将尾架锁紧在靠近头架位置,测头架上安装杠杆千分表,杠杆于分表测头与锥柄圆柱检验棒的上母线(接触。测头架沿导轨移动,使杠杆于分表到达检验棒根部B处,杠杆千分表置零。移动尾架,使杠杆干分表到达A点,锁紧尾架。测头架沿导轨移动,使杠杆千分表到达检验棒根部B处,读取并记录杠杆千分表的示值,填人表2。重复上述过程,至导轨全长。
尾架在全长范围内移动至少10个距离。同样方法,杠杆千分表测头与锥柄圆柱检验棒的侧母线6接触,测量尾架运动方向对测头架运动在水平方向的平行度。分别计算上母线和侧母线测量数据中的最大值与最小值之差,作为尾架运动方向对测头架运动方向的平行度。
测头架
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图?尾架运动方向对测头架运动方向的平行度测量表2数据记录表
测量点序号
平行度
7.2.5行程示值误差
上母线a
测量点间距:
侧母线6
如图8所示,标准激光干涉仪测量线设置在顶尖连线位置,丝杠测量仪的激光测量线设在两个位置进行:
1)到丝杠测量仪顶尖连线距离50mm处。2)到丝杠测量仪顶尖连线距离150mm处利用丝杠测量仪上显示的测头架位移量y与激光干涉仪的示值y比较,获得行程示值误差。
标准激光干涉仪示值
丝杠测量仪示值
图8行程示值误差测量
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测头架置于靠近主轴箱的位置,两套激光干涉仪同时清零。在测头架的移动范围内均匀分布测量点,测量点总数不少于11个,相邻点间距离不超过100mm,在各点读取并记录丝杠测量仪和激光干涉仪示值,直至全长,如表3所示。表3数据记录表
测量点间距:
到丝杠测量仪顶尖连线距离:
测量点序号1
回零误差
测量仪示值yu
按照公式(1)计算行程示值误差:标准激光干涉仪
式中:
第点丝杠测量仪的示值,mm;
Ja——第i点标准激光干涉仪的示值,mm;y—第t点行程示值误差,μm。
示值误差
测头架回到起始点,丝杠测量仪和标准激光干涉仪的示值之差为回零误差。当回零误差过大时,需要重新测量行程示值误差。7.2.6综合测量的复现性
将标准丝杠(副)安装在丝杠测量仪上,测量丝杠(副)的2元弧度内行程变动量V:任意300mm轴向行程内行程变动量V300m有效行程l.内行程变动量V.和有效行程1.内的平均行程偏差eo.或en。第一次安装后,进行2次测量。丝杠转位90°,重新安装,再进行2次测量。对4次测量结果中相应考核长度的值进行比较,取其最大值与最小值之差作为校准结果。如表4所示。
测量位置
初始位置
旋转90°位置
测量序号
最大值与最小值之差
综合测量的复现性
单位:rm
eo或n
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