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第7篇 数控测量技术3

第1章 在机测量系统3

1.1在机测量系统概述3

1.1.1在机测量的概念3

1.1.2在机测量系统的组成3

1.1.3在机测量系统的工作原理4

1.1.4在机测量系统的功能4

1.2在机测量主要硬件设备5

1.2.1触发测头5

1.2.2无线电接收器9

1.2.3对刀仪9

1.3在机测量软件13

1.3.1在机测量软件的特征13

1.3.2常用商业在机测量软件13

1.4在机测量方法及步骤16

1.4.1在机测量使用方法及步骤16

1.4.2在机测量实施步骤17

第2章 三坐标测量机18

2.1三坐标测量机概述18

2.1.1三坐标测量机定义18

2.1.2三坐标测量机分类18

2.1.3选用坐标测量机时应该考虑的因素22

2.2三坐标测量机的结构24

2.2.1标尺系统24

2.2.2导轨24

2.2.3驱动机构24

2.2.4直线步进电机25

2.2.5平衡部件25

2.2.6附件25

2.2.7三坐标测量机测头25

2.3三坐标测量机控制系统26

2.3.1控制系统的结构26

2.3.2空间坐标测量控制27

2.3.3测量进给控制27

2.4探测系统27

2.4.1测头27

2.4.2触发测头32

2.4.3扫描测头33

2.4.4光学测头33

2.4.5测头附件34

2.4.6分度测座34

2.4.7常用探测系统34

2.5坐标测量软件38

2.5.1坐标测量软件功能39

2.5.2选择测量软件需要考虑的要素39

2.5.3测量编程的几种模式39

2.6测头半径补偿40

2.6.1二维补偿技术40

2.6.2三维补偿技术40

2.6.3三维补偿的计算41

2.7坐标测量机测量路径规划41

2.7.1平面形状的规划路径的设计42

2.7.2自由曲面的测量规划技术42

2.7.3曲面测量区域划分规则43

2.7.4测量路径的生成方法分类44

2.7.5测量路径规划策略44

2.7.6常用曲面测量路径规划方法45

2.8三坐标测量机坐标系的建立47

2.8.1坐标系的建立47

2.8.2建立零件坐标系步骤47

2.8.3常用的工件坐标系建立方法47

2.8.4柱坐标与直角坐标系的关系48

2.8.5球坐标与直角坐标的关系48

2.9三坐标测量机误差补偿49

2.9.1三坐标误差补偿分类49

2.9.2误差补偿的步骤49

2.10三坐标测量机误差的检定51

2.10.1几何单项误差的评定51

2.10.2测头及其附件的误差检测52

2.11测量机的安装与维护52

2.11.1测量机安装地点的一般原则52

2.11.2测量机工作温度和工作湿度52

2.11.3测量机供气系统53

2.11.4电气要求53

2.11.5检定验收环境要求53

2.11.6测量机维护53

2.12三坐标测量机的应用实例54

2.12.1曲面的测量54

2.12.2齿轮测量57

2.12.3螺纹的测量58

2.12.4叶片测量60

2.12.5叶盘测量61

第3章 光学测量63

3.1激光测量63

3.1.1激光干涉仪63

3.1.2激光跟踪测量仪67

3.1.3激光扫描仪72

3.2白光测量72

3.2.1摄影测量73

3.2.2白光干涉测量73

3.2.3三维白光扫描75

3.3 CT测量76

3.3.1工业CT原理及组成77

3.3.2工业CT检测流程和软件系统79

3.3.3射线数字成像系统的类型81

3.3.4典型应用82

3.4典型光学测量产品83

3.4.1 3D Camega产品83

3.4.2 ATOS光学扫描仪86

3.4.3 HDI白光三维扫描仪89

3.4.4海克斯康Optigo白光测量系统91

3.4.5 CoreView系列软件91

3.4.6 Optiv复合式影像测量系统91

3.4.7 TESA轴类零件光学测量仪94

第4章 测量对象和测量方法95

4.1测量工具95

4.2测量方法97

4.2.1常见的测量97

4.2.2测量误差101

4.2.3验收101

4.2.4测量数值分析102

4.2.5测量标准103

4.2.6软件的使用104

4.3渗氮层检验107

4.3.1渗氮107

4.3.2侵蚀剂的选择108

4.4黏度测量109

4.4.1平氏黏度计109

4.4.2芬氏黏度计109

4.4.3乌氏黏度计109

4.4.4逆流黏度计110

4.4.5动能修正110

4.5硬度测量111

4.6直线度误差和平面度误差检测111

第5章 常用量具量仪113

5.1千分尺113

5.1.1外径千分尺113

5.1.2内径千分尺113

5.1.3公法线千分尺115

5.1.4深度千分尺115

5.1.5杠杆千分尺115

5.1.6螺纹千分尺116

5.2塞尺与方形角尺117

5.2.1塞尺117

5.2.2方形角尺117

5.3电子数显卡尺118

5.4卡尺119

5.4.1游标、带表和数显齿厚卡尺119

5.4.2游标、带表和数显卡尺120

5.4.3游标、带表和数显万能角度尺123

5.5容栅数显标尺124

5.6量规125

5.6.1光滑极限量规125

5.6.2功能量规128

5.6.3圆锥量规130

5.6.4圆柱直齿渐开线花键量规135

5.6.5矩形花键量规139

5.6.6 55°非密封螺纹量规141

5.6.7电子塞规143

5.6.8杠杆卡规145

5.6.9步距规147

5.7针规与量针147

5.7.1针规147

5.7.2螺纹测量用三针量针148

5.7.3量针150

5.7.4针规、三针校准规范151

5.8测量仪153

5.8.1齿轮齿距测量仪校准规范153

5.8.2杠杆齿轮比较仪153

5.8.3齿轮齿距测量仪154

5.8.4齿轮螺旋线测量仪154

5.8.5双啮仪154

5.8.6万能测齿仪154

5.8.7万能齿轮测量仪158

5.8.8齿轮螺旋线测量仪158

5.8.9万能渐开线检查仪163

5.8.10杠杆齿轮比较仪167

5.8.11扭簧比较仪167

5.8.12机械式比较仪167

5.8.13电感测微仪172

5.8.14电子柱电感测微机173

5.8.15数显电感测微仪175

5.8.16齿轮单面啮合整体误差测量仪175

5.8.17电子数显测高仪175

5.8.18条式和框式水平仪179

5.8.19电子水平仪179

5.8.20直角尺检查仪180

5.8.21圆度仪180

5.8.22凸轮轴测量仪182

5.8.23刀具预调测量仪183

5.9测量表184

5.9.1指示表184

5.9.2内径指示表186

5.9.3深度指示表189

5.9.4杠杆指示表191

5.9.5厚度指示表191

5.9.6电子数显指示表194

5.9.7曲轴量表194

5.9.8指示卡表194

5.10比较样块197

5.10.1表面粗糙度比较样块197

5.10.2电火花、抛（丸）、喷砂、研磨、锉、抛光加工表面粗糙度比较样块197

5.11样板200

5.11.1齿轮渐开线样板200

5.11.2齿轮螺旋线样板200

5.11.3螺纹样板201

5.12气动测量头的技术条件202

5.13岩石平板与铸铁平板205

5.13.1岩石平板205

5.13.2铸铁平板205

5.14测量台架207

5.15 D型邵氏硬度计209

5.16标准努氏硬度块210

5.17科里奥利质量流量计211

5.18双金属温度计212

5.19非金属拉力压力和万能试验机213

5.20量块215

5.20.1量块215

5.20.2角度量块215

5.21正弦规218

5.22正多面棱体219

第6章 数控机床精度检验221

6.1数控车床精度检验221

6.1.1单柱和双柱立式车床精度检验（GB/T 23582.1—2009）221

6.1.2数控立式车床精度检验228

6.1.3数控立式卡盘车床精度检验228

6.1.4数控卧式车床性能试验规范238

6.1.5卧式车床几何精度检验240

6.1.6重型卧式车床精度检验（GB/T 23569—2009）254

6.1.7精密车床精度检验263

6.1.8简式数控卧式车床精度检验（GB/T 25659.1—2010）268

6.1.9数控小型排刀车床精度检验278

6.1.10数控纵切自动车床精度检验283

6.1.11仿形车床几何精度检验（JB/T 3849.2—2011）287

6.1.12凸轮轴车床精度检验（JB/T 8769.1—2011）293

6.1.13数控车床和车削中心检测条件：线性和回转轴线的定位精度及重复定位精度检验300

6.1.14数控车床和车削中心检验条件：热变形的评定300

6.2数控铣床精度检验301

6.2.1平面铣床精度检验（GB/T 3313.2—2011）301

6.2.2数控升降台卧式铣床精度检验（GB/T 21948.1—2008）313

6.2.3数控升降台立式铣床精度检验（GB/T 21948.2—2008）323

6.2.4数控床身铣床精度检验（JB/T 8329—2008，GB/T 20958.1—2007）330

6.2.5数控立式升降台铣床精度检验（JB/T 9928.1—1999）342

6.3数控钻床精度检验352

6.3.1数控立式钻床精度检验（JB/T 8357.1—2008）352

6.3.2数控龙门移动多主轴钻床精度检验（GB/T 25663—2010）356

6.3.3钻削加工中心几何精度检验（JB/T 8648.1—2008）362

6.4数控镗床精度检验371

6.4.1坐标镗床精度检验（JB/T 2254.1—2011）371

6.4.2卧式铣镗床精度检验（GB/T 5289.3—2006）384

6.4.3数控仿形定梁龙门镗铣床精度检验（GB/T 25658.1—2010）386

6.5齿轮和螺纹加工机床精度检验407

6.5.1数控异型螺杆铣床精度检验（GB/T 21947—2008）407

6.5.2数控小型蜗杆铣床精度检验（GB/T 25660.1—2010）416

6.5.3数控弧齿锥齿轮铣齿机精度检验（GB/T 25662—2010）424

6.5.4数控滚齿机精度检验（GB/T 25380—2010）430

6.5.5数控扇形齿轮插齿机精度检验（GB/T 21945—2008）439

6.5.6数控剃齿机精度检验（GB/T 21946—2008）445

6.6数控磨床精度检验453

6.6.1无心外圆磨床精度检验（GB/T 4681—2007）453

6.6.2外圆磨床精度检验（GB/T 4685—2007）460

6.6.3内圆磨床精度检验（GB/T 4682—2007）474

6.6.4龙门导轨磨床精度检验（GB/T 5288—2007）480

6.6.5卡规磨床精度检验（JB/T 3870.1—1999）491

6.6.6万能工具磨床精度检验（JB/T 3875.2—1999）498

6.7组合机床和加工中心精度检验503

6.7.1加工中心检验条件：卧式和带附加主轴头机床的几何精度检验（水平Z轴）（JB/T 8771.1—1998）503

6.7.2加工中心检验条件：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验（GB/T 18400.4—2010）524

6.7.3精密加工中心检验条件：卧式和带附加主轴头机床几何精度检验（水平Z轴）（GB/T 20957.1—2007）525

6.7.4精密加工中心检验条件：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验（GB/T 20957.4—2007）538

第7章 齿轮和齿轮副测量539

7.1齿轮精度539

7.2齿轮精度的选用552

第8章 滚动轴承测量555

8.1向心轴承公差555

8.2滚动轴承测量和检验的原则及方法566

8.3滚动轴承通用技术规则567

8.4推力轴承公差567

8.5仪器用精密轴承：公制系列轴承的外形尺寸、公差和特性571

8.6仪器用精密轴承：英制系列轴承的外形尺寸、公差和特性574

8.7滚轮滚针轴承外形尺寸和公差581

8.8振动测量方法：具有圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承584

8.9振动测量方法：具有圆柱孔和圆柱外表面的调心滚子轴承和圆锥滚子轴承585

8.10振动测量方法：具有圆柱孔和圆柱外表面的圆柱滚子轴承585

8.11径向游隙的测量方法586

8.12向心轴承定位槽尺寸和公差586

8.13滚动轴承振动（速度）测量方法589

8.14滚动轴承振动（加速度）测量方法590

8.15滚动轴承零件表面粗糙度测量和评定方法591

参考文献592

第8篇 常用数控系统597

第1章 机械电气设备数控系统599

1.1开放式数控系统599

1.1.1术语和定义599

1.1.2 ONC系统体系结构应用示例601

1.1.3基于现场总线的开放式数控系统硬件平台应用示例604

1.1.4可用于ONC的实时多任务操作系统——Linux611

1.1.5基于虚拟机原理的ONC系统的解决方案616

1.1.6 ONC系统内部通信协议传输格式622

1.2总线接口与通信协议626

1.2.1术语和定义626

1.2.2基本要求628

1.2.3物理层629

1.2.4数据链路层630

1.2.5应用层633

1.2.6用户层行规634

1.2.7总线安全导则641

1.2.8数据类型定义642

1.3通用技术条件643

1.3.1术语和定义643

1.3.2技术要求645

1.3.3试验方法652

1.3.4检验规定660

1.3.5包装与储运660

1.3.6产品质量判定规则与检验项目660

1.3.7故障判断和计入原则662

1.3.8可靠性试验662

1.3.9数控系统功能型分类及定义663

1.4 NCUC-Bus现场总线应用层协议663

1.4.1概述663

1.4.2协议规范666

1.4.3数据链路层报文格式和服务类型670

1.4.4总线连接的建立与管理672

1.4.5差错检测和恢复673

1.4.6服务674

1.4.7设备数据字典和标准设备模型681

1.4.8服务684

1.5对客户服务基本要求690

1.5.1概述690

1.5.2基本原则及内容690

1.5.3产品服务691

1.5.4随行文件的要求692

1.5.5产品质量保证文件695

1.6电火花加工机床数控系统可靠性696

1.6.1定义及术语696

1.6.2故障696

1.6.3试验样品及抽样698

1.6.4试验方案698

1.6.5试验条件698

1.6.6试验观测698

1.6.7故障检修及试验记录699

1.6.8数据处理699

1.6.9试验报告699

1.6.10试验记录表格参考样式700

1.6.11 x2分布分位数表704

第2章 Siemens数控系统706

2.1 Sinumerik 840D数控系统706

2.1.1 Sinumerik 840D数控系统性能706

2.1.2 Sinumerik 840D数控系统硬件结构706

2.1.3 Sinumerik 840D数控系统的软件结构706

2.1.4 Sinumerik 840D数控系统操作面板706

2.1.5 Sinumerik 840D数控系统屏幕划分710

2.1.6 Sinumerik 840D数控系统开机步骤710

2.1.7 Sinumerik 840D铣削编程712

2.2 Sinumerik 810D数控系统719

2.2.1 Sinumerik 810D数控系统性能719

2.2.2 Sinumerik 810D数控系统硬件结构720

2.3 Sinumerik 802D solution line数控系统720

2.3.1 Sinumerik 802D solution line数控系统性能720

2.3.2 Sinumerik 802D solution line数控系统硬件结构721

2.3.3 Sinumerik 802D solution line数控系统编程721

2.4 Sinumerik 802C数控系统723

2.4.1 Sinumerik 802C数控系统性能723

2.4.2 Sinumerik 802C数控系统硬件结构723

2.4.3 Sinumerik 802C数控系统编程723

2.5 Sinumerik 802C base line数控系统735

2.5.1 Sinumerik 802C base line数控系统性能735

2.5.2 Sinumerik 802C base line数控系统操作面板736

2.5.3 Sinumerik 802C base line数控系统模拟736

2.5.4 Sinumerik 802C base line编程实例738

第3章 FANUC数控系统740

3.1 FANUC 16i/18i/21i系列数控系统740

3.1.1功能及特点740

3.1.2基本构成及连接741

3.1.3进给与主轴控制741

3.2 FANUC 0i系列数控系统742

3.2.1主要功能及特点742

3.2.2基本构成742

3.2.3部件的连接743

3.2.4机床参数743

3.2.5 FANUC 0i编程744

3.3 FANUC 0系列数控系统755

3.3.1主要功能及特点755

3.3.2基本构成756

3.3.3控制单元的连接756

3.3.4伺服系统的基本配置757

3.3.5数字伺服有关参数的设定758

3.4 FANUC 0系列NC操作系统759

3.4.1自动执行程序的操作759

3.4.2系统试运行和安全功能实现760

3.4.3零件程序的输入、编辑和存储760

3.4.4数据的显示和设定761

3.5 FANUC 0系列NC编程系统762

3.5.1参考点和坐标系762

3.5.2插补功能762

3.5.3进给功能765

3.5.4辅助功能765

3.5.5程序结构766

3.6 FANUC数控系统数控编程768

3.6.1数控车床编程实例768

3.6.2数控铣床及加工中心编程实例770

第4章 FAGOR数控系统774

4.1 FAGOR 8070数控系统774

4.1.1 FAGOR 8070数控系统参数774

4.1.2 FAGOR 8070数控系统硬件结构826

4.1.3 FAGOR 8070数控系统操作方法828

4.1.4 FAGOR 8070数控系统编程实例848

4.2 FAGOR 8055数控系统854

4.2.1 FAGOR 8055数控系统参数854

4.2.2 FAGOR 8055数控系统硬件结构891

4.2.3 FAGOR 8055数控系统操作方法894

4.2.4 FAGOR 8055数控系统编程实例910

4.3 FAGOR 8035数控系统916

4.3.1 FAGOR 8035数控系统硬件结构916

4.3.2 FAGOR 8035数控系统操作方法921

4.3.3 FAGOR 8035数控系统编程实例942

第5章 广州数控系统947

5.1钻、铣床数控系统947

5.1.1 GSK 980MDc钻铣数控系统947

5.1.2 GSK 990MA铣床数控系统950

5.1.3 GSK 980MDa钻铣床数控系统953

5.2加工中心数控系统955

5.2.1 GSK 983一体化系列数控系统955

5.2.2 GSK 218M加工中心数控系统958

5.2.3 GSK 218MC系列加工中心数控系统962

5.2.4 GSK 25i铣床加工中心数控系统962

5.3车床数控系统965

5.3.1 GSK 928TE Ⅱ车床数控系统965

5.3.2 GSK 980TB2车床数控系统966

5.3.3 GSK 980TA2车床数控系统968

5.3.4 GSK 928TEa车床数控系统971

5.3.5 GSK 98T车床数控系统973

5.3.6 GSK 988T车床数控系统974

5.3.7 GSK 980TDb车床数控系统978

5.3.8 GSK 980TDc车床数控系统980

5.3.9 GSK 981T车床数控系统983

5.3.10 GSK 928TCa车床数控系统986

5.3.11 GSK 980TA1车床数控系统988

5.3.12 GSK 928TC-2车床数控系统991

5.3.13 GSK 928TC车床数控系统992

5.3.14 GSK 928TB车床数控系统992

5.4磨床数控系统995

5.4.1 GSK 928GE外/内圆磨床数控系统995

5.4.2 GSK 928GA平面磨床数控系统997

第6章 华中世纪星数控系统1000

6.1华中世纪星数控系统概述1000

6.1.1华中世纪星数控系统简介1000

6.1.2华中数控系统的功能特点1000

6.1.3华中数控系统的开放性1001

6.2世纪星HNC-21/ 22T车床数控系统1001

6.2.1操作面板介绍1001

6.2.2主轴功能、进给功能和刀具功能1002

6.2.3手动操作1002

6.2.4数据的设置1004

6.2.5程序编辑、管理、运行1005

6.2.6图形的显示1005

6.2.7简单循环、复合循环1008

6.2.8加工实例1008

6.3世纪星HNC-21/22M铣床（加工中心）数控系统1013

6.3.1操作面板介绍1013

6.3.2开机、关机、急停、复位、回机床参考点、超程解除1013

6.3.3手动操作1013

6.3.4数据的设置1015

6.3.5程序编辑、管理、运行1016

6.3.6模拟显示1019

6.3.7固定循环1019

6.3.8加工实例1021

6.4世纪星HNC-18i/18xp/19xp系列数控系统1022

6.4.1系统功能描述1022

6.4.2 HNC-18iT/18xpT/19xpT车削系统1024

6.4.3 HNC-18xpM/19xpM铣削系统1027

第7章 三菱数控系统1032

7.1三菱数控系统概述1032

7.1.1三菱数控系统简介1032

7.1.2三菱数控系统的功能特点1032

7.1.3三菱数控系统的技术特点1034

7.2 M700V/M70V系列（L系）数控系统1035

7.2.1操作面板介绍1035

7.2.2最小指令单位1035

7.2.3程序结构1036

7.2.4位置指令1042

7.2.5插补功能1046

7.2.6进给功能及暂停1051

7.2.7辅助功能1058

7.2.8主轴及刀具功能1059

7.2.9刀具偏置功能1066

7.2.10坐标系设定功能1070

7.3 M700V/M70V系列（M系）数控系统1075

7.3.1坐标系与控制轴1075

7.3.2最小指令单位1076

7.3.3程序构成1077

7.3.4位置指令1084

7.3.5插补功能1087

7.3.6进给功能1093

7.3.7暂停1100

7.3.8辅助功能1100

7.3.9主轴与刀具功能1102

7.3.10刀具补偿功能1104

7.4 E60/E68系列（L系）数控系统1111

7.4.1操作面板介绍1111

7.4.2数据格式1113

7.4.3输入指令单位1117

7.4.4位置指令1119

7.4.5插补功能1126

7.4.6进给功能1134

7.4.7辅助功能1139

7.4.8主轴与刀具功能1140

7.4.9刀具偏移功能1146

7.4.10坐标系设定功能1149

参考文献1154

索引1155