2024年3月7日发(作者：图门蕴秀)
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ISO230-2：1997）---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Pij(i = 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。
2.13. 轴线反向差值B
沿轴线或绕轴线的各个目标位置的反向差值的绝对值Bi中的最大值。
2.14. 轴线平均反向差值B
沿轴线或绕轴线的各个目标位置反向差值Bi的算术平均值。
2.15. 在某一位置的单向定位标准不确定度的估算值Si↑或Si↓
通过对某一位置Pi的n次单向趋近所得获得的位置偏差标准不确定度的估算值。
2.16. 某一位置的单向重复定位精度Ri↑或Ri↓
由某一位置Pi的单向位置偏差的扩展不确定度确定的范围，覆盖因子为2。
2.17. 某一位置的双向重复定位精度Ri
2.18. 轴线单向重复定位精度R↑或R↓以及轴线双向重复定位精度R
沿轴线或绕轴线的任一位置Pi的重复定位精度的最大值。
2.19. 轴线单向定位系统偏差E↑或E↓
沿轴线或绕轴线的任一位置Pi上单向趋近的单向平均位置偏差的最大值与最小值的代数差。
2.20. 轴线双向定位系统偏差E
沿轴线或绕轴线的任一位置Pi上双向趋近的单向平均位置差的最大值与最小值的代数差。
2.21. 轴线双向平均位置偏差M
沿轴线或绕轴线的任一位置Pi的双向平均位置偏差的最大值与最小值的代数差。
2.22. 轴线单向定位精度A↑或A↓
由单向定位系统偏差和单向定位标准不确定度估算值的2倍的组合来确定的范围.
2.23. 轴线双向定位精度A
由双向定位系统偏差和双向定位标准不确定度估算值的2倍的组合来确定的范围.
3. 检验程序
3.1 操作方法
按机床编制程序使运动部件沿着或围绕轴线运动到一系列的目标位置,并在各目标位置停留足够的时间,以便测量和记录实际位置。机床应按程序以同一的进给速度在目标位置间移动。
3.2 目标位置的选择
每个目标位置的数值可自由选择，一般应按公式：Pi=(i-1)P+r
公式中：i-现行目标位置的序号；
P-目标位置的间距,使测量行程内的目标位置之间有均匀的间距；
r-在各目标位置取不同的值，获得全测量行程上目标位置的不均匀间隔，以保证周期误差(例如滚珠丝杠导程以及直线或回转感应器的节距所引起的误差)被充分地采样。
3.3 测量
3.3.1 装置和仪器
测量装置用于测量轴线运动方向上夹持力具的部件和夹持工件的部件间产生的相对位移。
检验单上应记录测量仪器的位置。
检验单上应说明机床部件上温度传感器的位置和补偿程序的类型。
3.3.2 行程至2000mm的线性轴线的检验
在行程至2000mm的线性轴线上,应按3.2的规定每米至少选择5个目标位置,并且在全程上至少也应有5个目标位置。
应按标准检验循环,在所有目标位置上进行测量.每个目标位置在每个方向上应测量5次。特殊情况(如重型机床)按附录A。
注:选择改变方向的位置时应考虑机床的正常运行(达到规定的进给速度)。
3.3.3 行程超过2000mm的线性轴线的检验
轴线行程超过2000mm时，可通过在每个方向对目标位置进行一次单向趋近对整个轴线测量行程进行检验，按3.2的规定选择目标位置,平均间隔长度P取250mm。在测量传感器是由几个元件构成的情况下，必须选择附加的目标位置来确保每个元件至少有一个目标位置。
在行程超过2000mm的情况下，需按3.3.2的规定进行检验,应按供方/制造厂和用户的约定在正常工作范围内进行。
3.3.4 行程至360度的回转轴线的检验
检验应在表1给定的目标位置进行。应按3.2的规定确定目标位置,主要位置0度、90度、180度和270度应包括在内。
3.2.5 行程超过360度的回转轴线的检验
回转轴线行程超过360度至1800度（5r）时,在总测量行程上,可通过在每个方向对间隔不超过45度的目标位置进行一次单向趋近检验。
在行程超过360度的情况下,需按3.3.4的规定进行检验,应按供方/制造厂和用户的约定在正常工作范围内进行。
4 结果的评定
4.1 行程至2000mm的线性轴线和行程至360度的回转轴线
对每个目标位置Pi在每一方向上作5次趋近（n = 5），要计算第2章中定义的参数，还要计算极限偏差：
4.2 行程超过2000mm的线性轴线和行程超过360度的回转轴线
对每一目标位置在每个方向上作一次趋近（n = 1），要计算第二单中定义的适当参数，但对标准不确定度、重复定位精度以及定位精度均不适用
2024年3月7日发(作者：图门蕴秀)
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ISO230-2：1997）---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Pij(i = 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。
2.13. 轴线反向差值B
沿轴线或绕轴线的各个目标位置的反向差值的绝对值Bi中的最大值。
2.14. 轴线平均反向差值B
沿轴线或绕轴线的各个目标位置反向差值Bi的算术平均值。
2.15. 在某一位置的单向定位标准不确定度的估算值Si↑或Si↓
通过对某一位置Pi的n次单向趋近所得获得的位置偏差标准不确定度的估算值。
2.16. 某一位置的单向重复定位精度Ri↑或Ri↓
由某一位置Pi的单向位置偏差的扩展不确定度确定的范围，覆盖因子为2。
2.17. 某一位置的双向重复定位精度Ri
2.18. 轴线单向重复定位精度R↑或R↓以及轴线双向重复定位精度R
沿轴线或绕轴线的任一位置Pi的重复定位精度的最大值。
2.19. 轴线单向定位系统偏差E↑或E↓
沿轴线或绕轴线的任一位置Pi上单向趋近的单向平均位置偏差的最大值与最小值的代数差。
2.20. 轴线双向定位系统偏差E
沿轴线或绕轴线的任一位置Pi上双向趋近的单向平均位置差的最大值与最小值的代数差。
2.21. 轴线双向平均位置偏差M
沿轴线或绕轴线的任一位置Pi的双向平均位置偏差的最大值与最小值的代数差。
2.22. 轴线单向定位精度A↑或A↓
由单向定位系统偏差和单向定位标准不确定度估算值的2倍的组合来确定的范围.
2.23. 轴线双向定位精度A
由双向定位系统偏差和双向定位标准不确定度估算值的2倍的组合来确定的范围.
3. 检验程序
3.1 操作方法
按机床编制程序使运动部件沿着或围绕轴线运动到一系列的目标位置,并在各目标位置停留足够的时间,以便测量和记录实际位置。机床应按程序以同一的进给速度在目标位置间移动。
3.2 目标位置的选择
每个目标位置的数值可自由选择，一般应按公式：Pi=(i-1)P+r
公式中：i-现行目标位置的序号；
P-目标位置的间距,使测量行程内的目标位置之间有均匀的间距；
r-在各目标位置取不同的值，获得全测量行程上目标位置的不均匀间隔，以保证周期误差(例如滚珠丝杠导程以及直线或回转感应器的节距所引起的误差)被充分地采样。
3.3 测量
3.3.1 装置和仪器
测量装置用于测量轴线运动方向上夹持力具的部件和夹持工件的部件间产生的相对位移。
检验单上应记录测量仪器的位置。
检验单上应说明机床部件上温度传感器的位置和补偿程序的类型。
3.3.2 行程至2000mm的线性轴线的检验
在行程至2000mm的线性轴线上,应按3.2的规定每米至少选择5个目标位置,并且在全程上至少也应有5个目标位置。
应按标准检验循环,在所有目标位置上进行测量.每个目标位置在每个方向上应测量5次。特殊情况(如重型机床)按附录A。
注:选择改变方向的位置时应考虑机床的正常运行(达到规定的进给速度)。
3.3.3 行程超过2000mm的线性轴线的检验
轴线行程超过2000mm时，可通过在每个方向对目标位置进行一次单向趋近对整个轴线测量行程进行检验，按3.2的规定选择目标位置,平均间隔长度P取250mm。在测量传感器是由几个元件构成的情况下，必须选择附加的目标位置来确保每个元件至少有一个目标位置。
在行程超过2000mm的情况下，需按3.3.2的规定进行检验,应按供方/制造厂和用户的约定在正常工作范围内进行。
3.3.4 行程至360度的回转轴线的检验
检验应在表1给定的目标位置进行。应按3.2的规定确定目标位置,主要位置0度、90度、180度和270度应包括在内。
3.2.5 行程超过360度的回转轴线的检验
回转轴线行程超过360度至1800度（5r）时,在总测量行程上,可通过在每个方向对间隔不超过45度的目标位置进行一次单向趋近检验。
在行程超过360度的情况下,需按3.3.4的规定进行检验,应按供方/制造厂和用户的约定在正常工作范围内进行。
4 结果的评定
4.1 行程至2000mm的线性轴线和行程至360度的回转轴线
对每个目标位置Pi在每一方向上作5次趋近（n = 5），要计算第2章中定义的参数，还要计算极限偏差：
4.2 行程超过2000mm的线性轴线和行程超过360度的回转轴线
对每一目标位置在每个方向上作一次趋近（n = 1），要计算第二单中定义的适当参数，但对标准不确定度、重复定位精度以及定位精度均不适用