本文件规定了通过直接测量机床的单个轴线来检验和评定数控机床轴线的定位精度和重复定位精度的方法。这种方法对线性轴线和回转轴线（直线运动和回转运动）同样适用。 本文件适用于机床的型式检验，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。 本文件不适用于需同时检验几个轴线的机床。 检验方法涉及每个位置上的重复测量。本文件给出了与检验有关的参数的定义和计算方法。ISO/TR 230-9:2005的附录C中描述了不确定度的估算方法。 附录A提供了估算测量不确定度的方法。 附录B描述了可供选择应用的阶梯循环。这一循环的结果既不用在与本文件有关的技术文献中，也不用于验收，除非制造商/供方与机床用户之间签订有特殊的书面协议。出于机床验收目的考虑，使用本文件的标准检验循环始终是正确的选择。 附录C给出了周期性定位误差相关内容。 附录D描述了用标准球阵列和步距规进行检验。 附录E给出了最小增量步长相关内容。

ICS 25.040.20
CCS J 50
中华人民共和国国家标准
GB/T17421.2—2023/IS0230-2:2014代替GB/T17421.2—2016
机床检验通则
厂第2部分：数控轴线的
定位精度和重复定位精度的确定Test code for machine tools-Part 2 : Determination of accuracy and repeatabilityof positioning of numerically controlled axes（ISO230-2:2014,IDT）
2023-08-06 发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
检验条件
被检机床
5检验程序
操作方法
目标位置的选择
6结果的评定
行程至2000mm的线性轴线和行程至360°的回转轴线GB/T17421.2—2023/ISO230-2:20146
6.2行程超过2000mm的线性轴线和行程超过360°的回转轴线7制造商/供方和用户之间的协商要点·结果的表达
表达方法
8.2参数
附录A（资料性）
线性定位测量的测量不确定度估算扩展测量不确定度的估算
A.2测量不确定度的促成因素
简易方法
A.3参数A、A个、A★、E、E+、E、R、R个、R、B扩展不确定度的估算A.4估算扩展不确定度的举例
附录B（资料性）
阶梯循环
附录C（资料性）
周期性定位误差
C.2已知周期间隔的周期性定位误差附录D（资料性）用标准球阵列或步距规进行线性定位误差测量D.1
D.2用球阵列和线性位移多传感器装置测量·D.3用球阵列或步距规和接触式触发测头测量9
GB/T17421.2—2023/IS0 230-2:2014附录E(资料性）
最小增量步长
检验条件
参考文献
...................................................35
GB/T17421.2—2023/ISO230-2:2014本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T17421《机床检验通则》的第2部分。GB/T17421已经发布了以下部分：第1部分：在无负荷或准静态条件下机床的几何精度；一第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定；第3部分：热效应的确定；
一第4部分：数控机床的圆检验；一第5部分：噪声发射的确定；
一第6部分：体和面对角线位置精度的确定（对角线位移检验）；第7部分：回转轴线的几何精度；第10部分：数控机床探测系统测量性能的测定本文件代替GB/T17421.2一2016《机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定》。与GB/T17421.2一2016相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a）增加了“规范性引用文件”一章（见第2章）；b）“定义与符号”一章修改为“术语和定义”，增加了“3.3作用点”“3.9标准不确定度”“3.10合成标准不确定度”*3.28采样点”等术语和定义（见第3章，2016年版的第2章）；更改了“实际位置”和“位置偏差”的定义，将定义中“运动部件”更改为“作用点”（见3.5、3.6，c
2016年版的2.4、2.5）；
d）术语名称增加了“定位偏差”“某一位置的反向误差”“轴线反向误差”“轴线平均反向误差”“轴线单向定位误差”“轴线双向定位误差”（见3.6、3.15、3.16、3.17、3.26、3.27，2016年版的2.5、2.12、2.13、2.14、2.23、2.24)；e）
将术语“轴线单向定位系统偏差”“轴线双向定位系统偏差”“轴线双向平均定位系统偏差”分别更改为“轴线单向定位系统误差”“轴线双向定位系统误差”“轴线双向平均定系统误差”（见3.23、3.24、3.25,2016年版的2.20、2.21、2.22）；f）
更改了操作方法中对进给速度的相关规定（见5.1，2016年版的4.1）；更改了检验程序目标位置的选择中对“”的有关说明，增加了复检或验收时目标位置选择的要g）
求（见5.2，2016年版的4.2）；增加了测量线性轴和回转轴的几种装置和仪器举例，增加了在检验报告中明确仪器和检具位h)
置的相关要求（见5.3.1）；
删除了行程至2000mm的线性轴线的检验中“特殊情况（如重型机床）按附录B”的要求（见2016年版的4.3.2）；
增加了轴线行程超过4000mm时的检验（见5.3.3）；j）
更改了协商要点，增加了“最低和最高环境温度”（见第7章，2016年版的第6章）；k）
更改了在检验报告上应列明的项目（见8.1，2016年版的7.1）；增加了“关于轴线定位误差要素的相关术语的说明”（见8.2.4）；m）:
将“测量不确定度的估算”更改为“扩展测量不确定度的估算”，并细化了估算方法（见A.1，n）
2016年版的A.1）；
更改了温度测量可能误差范围的表示形式，如0.7℃表示为士0.35℃，并更改了测量装置的o）
GB/T17421.2—2023/ISO230-2:2014膨胀系数α的说明（见A.2.4.2，2016年版的A.2.4.2）；p）将“漂移试验”更改为“环境变化误差试验”（见A.2.5，2016年版的A.2.5）。本文件等同采用ISO230-2：2014《机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定》。
本文件做了下列最小限度的编辑性改动：—在第1章“范围”中增加了资料性附录E的描述信息；纳人了ISO230-2：2014/Amd.1：2016（E)的修正内容；将规范性引用文件ISO230-3:2007移人参考文献中，并在参考文献中增加ISO230-10。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出本文件由全国金属切削机床标准化技术委员会（SAC/TC22）归口本文件起草单位：通用技术集团机床工程研究院有限公司、上海机床厂有限公司、武汉重型机床集团有限公司、重庆机床（集团）有限责任公司、沈机集团昆明机床股份有限公司、沈阳机床（集团）有限责任公司、江苏高精机电装备有限公司、四川普什宁江机床有限公司、秦川机床工具集团股份公司、烟台环球机床装备股份有限公司、齐重数控装备股份有限公司、广东科杰技术股份有限公司、杭州蕙勒智能科技有限公司、济南章力机械有限公司、浙江亿洋智能装备科技股份有限公司、浙江永力达数控科技股份有限公司、深圳市蓝蓝科技有限公司、安徽新诺精工股份有限公司、北京广宇大成数控机床有限公司本文件主要起草人：张维、黄祖广、于春平、陈妍言、薛瑞娟、赵钦志、芦华、徐皓莉、喻可斌、何春树、谭智、刘正东、杨成兵、文晓妮、李军、王静、李书林、张越东、聂应新、胡巍、李涛、卢艳辉、孙庆海、唐安伟、郑勇、王文韬、李琴、于启军。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：1989年首次发布为GB/T10931—1989；——2000年第一次修订为GB/T17421.2一2000；2016年第二次修订，本次为第三次修订。IV
GB/T17421.2—2023/IS0230-2:2014GB/T17421《机床检验通则》属于机床检验通用标准，确立了机床精度和性能检验的原则和要求。GB/T17421拟由以下部分构成：
一第1部分：在无负荷或准静态条件下机床的几何精度。目的在于规范机床在无负荷或准静态条件下几何精度和工作精度的检验方法。一第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定。目的在于规范检验和评定数控机床轴线的定位精度和重复定位精度的方法。第3部分：热效应的确定。目的在于规范机床环境温度、主轴及线性轴热变形的检验方法。一第4部分：数控机床的圆检验。目的在于规范数控机床轮廓特性的检验和评定方法。第5部分：噪声发射的确定。目的在于规范机床及其相关辅助装置的噪声测试方法。-一第6部分：体和面对角线位置精度的确定（对角线位移检验）。目的在于规范机床空间精度的检验方法，
一第7部分：回转轴线的几何精度。目的在于规范机床回转轴线几何精度的检验方法。一第8部分：振动。目的在于提供机床振动评估的一般程序。一第9部分：ISO230机床检验系列标准的不确定度估算的基本方程。目的在于提供机床检验的测量不确定度评估的方法。
第10部分：数控机床探测系统测量性能的测定。目的在于规范检验和评定数控机床探测系统性能的方法。
一第11部分：机床几何精度检验用测量仪器。目的在于提供机床几何精度检验测量仪器特性的信息。
一第12部分：精加工试件。目的在于规范各类机床精加工试件特征的评定。本文件是GB/T17421的第2部分，主要规范了检验和评定数控机床轴线的定位精度和重复定位精度的方法，还提供了估算测量不确定度的方法，可为各类机床产品定位精度和重复定位精度检验提供依据和指导。
本文件涉及数控轴线的定位精度和重复定位精度的检验程序，此项检验是用来测量机床夹持刀具的部件与夹持工件的部件之间的相对运动。机床制造商/供方负责提供机床按规定精度运行所需要的环境温度条件，用户负责在安装现场提供制造商/供方要求的测试温度环境，否则便要接受机床性能的降低。ISO230-3：2007的附录C给出了机床环境温度的指南
如果环境温度不符合制造商/供方提供的环境温度指南并使机床性能产生大的不确定性或者变化，则需要放宽预期精度。如果机床不满足性能规范，分析由机床精度补偿引起的不确定度（见本文件的A.2.4）以及由环境变化误差引起的不确定度（见本文件的A.2.5）可以帮助识别问题的来源。1范围
GB/T17421.2—2023/ISO230-2:2014机床检验通则第2部分：数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定本文件规定了通过直接测量机床的单个轴线来检验和评定数控机床轴线的定位精度和重复定位精度的方法。这种方法对线性轴线和回转轴线（直线运动和回转运动）同样适用本文件适用于机床的型式检验，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。本文件不适用于需同时检验几个轴线的机床。检验方法涉及每个位置上的重复测量。本文件给出了与检验有关的参数的定义和计算方法。ISO/TR230-9：2005的附录C中描述了不确定度的估算方法。附录A提供了估算测量不确定度的方法。附录B描述了可供选择应用的阶梯循环。这一循环的结果既不用在与本文件有关的技术文献中，也不用于验收，除非制造商/供方与机床用户之间签订有特殊的书面协议。出于机床验收目的考虑，使用本文件的标准检验循环始终是正确的选择。附录C给出了周期性定位误差相关内容。附录D描述了用标准球阵列和步距规进行检验。附录E给出了最小增量步长相关内容。规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该期对应的版本适用于本文件；不注日期的用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T17421.1一2023机床检验通则第1部分：在无负荷或准静态条件下机床的几何精度（ISO230-1:2012,IDT）
ISO/TR230-9：2005机床检验通则第9部分：ISO230机床检验系列标准的不确定度估算的基本方程(Test code for machine toolsPart 9: Estimation of measurement uncertainty for machine tooltestsaccordingtoseriesISO23o,basicequations)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
轴线行程axis travel
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。注：当运动部件绕轴线回转超过360°时，可能无法清晰地定义最大行程。GB/T17421.2—2023/ISO230-2:20143.2
measurement travel
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注：见图1。
作用点functionalpoint
切削刀具中心点或机床刀具部件上切削刀具去除工件材料的接触点，注：本文件中，检验针对的是机床上夹持刀具的部件和夹持工件的部件间相对运动的误差。这些误差的定义和测量是基于作用点的位置或运动轨迹。［来源：GB/T17421.1—2023，3.4.2，有修改」3.4
目标位置
target position免费标准下载网bzxz
P,(i=1~m)
运动部件编程要达到的位置。
注：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。3.5
实际位置
factual position
P,(i=l～m;j=l～n)
作用点第次向第讠个目标位置趋近时实际测得的到达位置。3.6
定位偏差
positioning deviation
deviation of position
位置偏差
作用点到达的实际位置减去目标位置之差，X=P-P
注1：定位偏差由机床上夹持刀具的部件和夹持工件的部件在被测轴运动方向的相对运动确定注2：定位偏差以离散间隔采样，是定位误差运动的有限表示。［来源：GB/T17421.1—2023，3.4.6，有修改］3.7
单向unidirectional
以相同的方向沿轴线或绕轴线趋近某目标位置的一系列测量。注：用符号←表示从正方向趋近所得的参数；用符号★表示从负方向趋近所得的参数。如X，←或X；★3.8
双向bi-directional
从两个方向沿轴线或绕轴线趋近某目标位置得到一个参数的一系列测量。3.9
Estandarduncertainty
标准不确定度
以标准偏差表示的测量不确定度。［来源：ISO/IEC指南98-3：2008，2.3.1]3.10
合成标准不确定度
combined standard uncertainty测量结果的标准不确定度，当测量结果是由若干其他量的值获得时，等于各不确定度分量的平方和的正平方根，这些不确定度分量是其他各量的方差或协方差，根据测量结果随这些量变化关系进行2
加权。
［来源：ISO/IEC指南98-3：2008,2.3.4]3.11
度expandeduncertainty
扩展不确定度
GB/T17421.2—2023/ISO230-2:2014确定测量结果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。［来源：ISO/IEC指南98-3：2008，2.3.5]3.12
coverage factor
包含因子
为获得扩展不确定度而用作合成标准不确定度倍率的一个数值因子。来源：ISO/IEC指南98-3：2008，2.3.63.13
某一位置的单向平均定位偏差
mean unidirectional positioning deviation at a position由n次单向趋近某一位置P,所得的定位偏差的算术平均值。x, = x
某一位置的双向平均定位偏差
1x,★
mean bi-directional positioning deviation at a position从两个方向趋近某一位置P，所得的单向平均定位偏差X，个或X，的算术平均值。X,
某一位置的反向误差
某一位置的反向差值
.++x ★
reversal errorataposition
reversal value at a position从两个方向趋近某一位置P：时两单向平均定位偏差之差。B,=x, +-x,
reversal error of an axis
轴线反向误差
轴线反向差值reversalvalueofanaxisB
沿轴线或绕轴线的各目标位置的反向差值的绝对值IB：I中的最大值。B=max［|B:I]
轴线平均反向误差
轴线平均反向差值
mean reversal error of an axismean reversal value of an axis沿轴线或绕轴线的各目标位置的反向差值B：的算术平均值。GB/T17421.2—2023/ISO230-2:20143.18
在某一位置的单向轴线重复定位精度的估算值estimator for the unidirectional axis positioningrepeatability at a position
S,+;S,
通过对某一位置P：的n次单向趋近所获得的定位偏差标准不确定度的估算值。S.+
某一位置的单向重复定位精度
R.+;R,★
(a →-, )2
unidirectional positioning repeatability at a position由某一位置P的单向轴线重复定位精度的估算值确定的范围，包含因子k=2。R,A=4S,
某一位置的双向重复定位精度
Ebi-directional positioningrepeatabilityatapositionR
R,=max[2S:++2S,+B,|;R,个;R,
unidirectional positioning repeatability of an axis轴线单向重复定位精度
沿轴线或绕轴线的任一位置P，的单向重复定位精度的最大值。R +=max[R; +
R =max[R;]
轴线双向重复定位精度
bi-directional positioning repeatability of an axisR
沿轴线或绕轴线的任一位置P：的重复定位精度的最大值。R=max[R,;
轴线单向定位系统误差
unidirectional systematic positioning error of an axis沿轴线或绕轴线的任一位置P，上单向趋近的单向平均定位偏差X，个和X；★的最大值与最小值的代数差。
E+=max[X,+]-min[X,+
GB/T17421.2—2023/ISO230-2:2014E→=max[X;]-min[X;★]
轴线双向定位系统误差bi-directional systematicpositioningerror of anaxisE
沿轴线或绕轴线的任一位置P：上双向趋近的单向平均定位偏差X：个和X：★的最大值与最小值的代数差。
E=max[X.+;X,]-min[X,+;X,
mean bi-directional positioning error of an axis轴线双向平均定位系统误差
沿轴线或绕轴线的任一位置P，的双向平均定位偏差X，的最大值与最小值的代数差。M=max[X:]-min[X.
轴线单向定位误差unidirectional positioning error of an axis轴线单向定位精度
unidirectional positioning accuracy of an axisA;A
由轴线单向定位系统误差和单向重复定位精度估算值的组合来确定的范围，包含因子k2。A+=max[X,++2S:个]-min[X:个-2S+和
A=max[X,+2S,]-min[X,-2S
注：这里采用的概念“定位精度”是定量形式表达，不同于ISO/IEC指南99中2.13所定义的概念“测量精度”。3.27
轴线双向定位误差bi-directional positioning error of an axis轴线双向定位精度bi-directionalpositioningaccuracyof anaxis由轴线双向平均定位系统误差和双向重复定位精度估算值的组合来确定的范围，包含因子k=2。A=maxX,A+2S,A;X,￥+2S,-minX,A-2S,1:X,Y-2S,￥注：这里采用的概念“定位精度”是定量形式表达，不同于ISO/IEC指南99：2007，2.13所定义的概念“测量精度”。3.28
采样点samplingpoint
<数值补偿离散点，在误差表、补偿表或在空间误差表格中提供的几何误差数值表征。［来源：ISO/TR16907：2015，3.164检验条件
4.1环境
为了使验收的机床达到规定的精度要求，建议制造商/供方提供适宜的温度环境的规定规定中，一般应包括平均室温，平均室温偏差的最大幅度和频率范围以及环境温度梯度等。由用户负责在安装现场提供机床操作和性能试验的适宜温度环境。当用户遵守机床制造商/供方所提出的规定，则机床制造商/供方应对所检测的机床性能负责。最为理想的是测量仪器和被检对象处于20℃的环境下进行检测。如不在20℃下检测，则应修正轴线定位系统或机床工件/刀具夹持部件与检测设备间的名义差胀（NDE），以获得修正到20℃的检测5
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