工作台平面度检验方法

机床的平整度是几何精度的关键，一般采用水平仪或准直仪进行测量。

首先，解释平面度的定义和平整度的测量路径，解释了直线度，分析方法和计算方法的定义，然后解释了平坦度测量的情况，最后解释了什么是完整性的封闭误差。预计该行业可以建立正确的测量概念，有效提高现有机床的准确性，提高机器的国际竞争力。

机床的安装标准面或直线运动的导轨面都是平面形状，因此零件装配的平整度要求和运动精度更为重要。高精度机床不仅提高了机床的质量，而且保持了机床的质量。长使用寿命。

根据ISO 1101产品几何规格和ISO 230-1机床在空载或精加工条件下的几何精度规格，平面平整度定义为“机械几何平面偏差的大小”，即平面平整度定义为虚上、虚下两个平行平面覆盖两个平面之间的最小距离，称为平面平整度。

在实际平面上有无限个点。因此，如果按照这个定义对平面度进行测试，数据量巨大，实际测试难度较大。因此，在现实中，将多个直线度组合成一个平面，并进行误差计算和分析。平面测量路径主要有两种类型:(1)U-JACK(或米字、对角线)。(2)网格(或方格网格)。

当工作台很小(例如1000 mm x 1000 mm或更少),不管使用什么测量方法,错误是相似的,但对于大型平台(如大型龙门模型4000 mm x 2500 mm以上)使用U-JACK不测量有很多位置,和整体平面度误差不客观。

因此，目前的ISO标准如ISO 10791切削中心机床规范和ISO 8636龙门加工机床规范均建议采用网格法进行检验。

基于经验，已知检查大型工作台（如4000mm x 2500mm，跨度为500 mm）非常耗时，不能通过单个人完成。因此，建议使用U-jack路径测量来确认规格在大型机床组件的初始平坦度验证期间，最后执行电网方法验证，这可以提高机床组件的效率和准确性验收控制。

平直度

直线度是要测量的实际直线(路径)到理想直线的变化量。常用的分析方法有三种，即端点拟合、回归和最小区域法。这三种方法都是最容易计算的，两端都是零返回方法。而最小二乘法和面积法由于计算复杂，需要使用软件进行分析计算。

两端点返回法的校正线用一条通过测量工作的第一个点和最后一个点的参考直线表示。将测量直线数据减去校正线，生成新的直线为度数数据，直线上第一个点和最后一个点的测量值将重置为零。

当使用最小二乘法计算直线度时，它从测量的直线数据中减去该回归校正线以产生新的直线数据。中心线由平行于测量轴的直线表示。

面积法是ISO 1101标准分析方法，它是两条平行线，可以覆盖所有的测量值，并且两条线之间的距离最小。

常用的直线度检查方法是水准仪和准直仪。测量值均为角度误差。小角度机床的常用单位是弧秒。角度单位为60位系统，即1度。可分为60分，1分分为60角秒，所以1度= 3600角秒。

另一个角度单位是斜率(mm/M)。传统气泡水准仪的测量尺度为坡度单位;一般气泡级的测量分辨率为0.02/M，通过转换可以得到相应的角秒。由于汉字较复杂，单位为0.02毫米/1米。直线测量需要满足以下三个条件:

1. 每个步骤的微小角度的测量值（通过测量仪器决定）。
2. 每一步的长度(夹具与待测表面的接触长度)。
3. 各步距(两点链律)的相互关系。

对于第一点，测量仪器确定角度误差值。对于第二点，每个步骤的长度可以参考图8.如果准直器用于测量，则必须将平板镜夹具组模块视为固定跨度。距离长度，即计算的基础。

角度误差用于使用固定间隔转换直线度。如果假定跨度是斜边，则位移变化是LSINθ，并且Lθ也可以直接用弦长计算。由于角度误差很小，因此Lsinθ≒Lθ。

点3的每个步骤的相互关系意味着所有测量模式都必须符合端到端连接，并且链方法可用于测量要测量的对象的误差。

以准直仪测量箱为例，镜面跨度为103.5 mm，总测量长度为1242 mm。通过测量，可以得到各线段(弧秒)的角度误差。相对高度可由H=Lsinθ计算。度数是一个连续误差，因此需要计算累积高度差，然后得到连续曲线。最后，通过两点归零法，将前后数据减去斜率误差后进行归零，得到两点归零法的代表线。

说明了液位计的检查方法:通过使气泡保持在最高位置的特性，机床可以检查机床是否处于绝对水平状态，检查角度是否发生变化;测量是基于最近且易于阅读的基线，用链式法测量每一测量线段的倾斜度，然后连接线段得到连续曲线(累积位移)，即直线度。

平坦

在进行平坦度检测时，有必要确保测量表面的绝对水平，以避免不平衡机器倾斜精度的影响。将液位仪放在要校准的工作表面上，以确保电平仪表0度和180度位置的值相同，建议调整到0.050 mm / m内。

假设水平仪调整得很好，在0.050 mm/m(其平整度为零)范围内，无论水平仪的位置如何，此时得到的答案都是相似的。假设水平度没有调整好，超过0.050 mm/m(平面度为零)，此时答案会有很大的变化，所以调整好参考平面更重要。如果绝对水位低于0.050 mm/m。

在上述情况下，必须先画平行线，并使用平行直尺使水准仪保持直线，以消除水准仪误差。

目前国际趋势主要是采用ISO标准的网格法进行测量。网格法在测量表面上均匀分布，沿每条测量线求得直线度，最后由直线度求得表面整体平整度。以方形平台为例，均匀分配X、Y间距长度，测量并记录误差。

闭合差

所谓闭合误差是平面度测量质量的一个指标。使用不同路径计算测点处的高度时，闭合误差是指测点在网格中的最大偏差。闭合误差的来源如下:

• 水准仪与被测表面之间的温差(不相同的温度)。
• 改变原始测量位置或振动的影响。
• 没有按照正确的程序进行测量。
• 待测表面或水平仪的底面脏了。
• 在仪器稳定之前捕获记录数据(稳定时间不足)。
• 端到端连接的行程距离不正确(略有重叠)。
• 计划网格路径不正确。
• 测量底座的磨损和变形。
• 测量基座震动的重复性差。

闭合误差一般不超过最大平面度误差的20%~25%。如果超过，应确认闭合误差的来源是否消除。

建立正确的测量理念以提高机器精度

首先介绍了平面度的定义和平面度的测量路径，然后介绍了直线度的定义、分析方法和计算方法，然后介绍了平面度测量的实例，并说明了闭合误差的来源。闭合误差必须在最大误差20% ~ 25%之内。工作台的平面度是几何精度和装配的准确性,如之间的并行性轴/轴运动的主轴和工作台,主轴和工作台的垂直和XY平面的垂直XZ平面和YZ平面,以上各项都与平面度有相互关系，因此对整个机床的几何精度有很大的影响。