文档介绍：5轴数控机床检验规格轴数控机床检验规格
(ISO)的最新动向的最新动向
State of the art ISO standard for 
testing five‐axis machine tools
東京農工大学教授
堤正臣
Tokyo University of Agriculture and Technology
Prof. Dr. Masaomi TSUTSUMI
55轴数控加工中心的代表形式轴数控加工中心的代表形式 2
主要有三种形式
工作台回转式主轴头回转式(龙门) 主轴头·工作台
回转式(混合式)
w C A Y b X Z (C) t  w X b Y Z C B (C) t w C X b Y Z A (C) t 
工作台上有2个回转轴主轴上有2个回转轴主轴,工作台各有
1个回转轴
具有代表性的复合加工机具有代表性的复合加工机((大连科德数控大连科德数控)) 3
卧式复合加工机立式复合加工机
(KDW‐4200FH) (KDL‐1550FH)
(14轴5轴联动卧式复合加工机) (11轴5轴联动立式复合加工机)
w    C   b Z X Y B (C) t
C’Z’ w C X b Z Y B (C) t
4
55轴数控加工中心和复合加工机的检验规格轴数控加工中心和复合加工机的检验规格
-目前ISO认证中,只有主轴头回转式的检验规格
-还没有工作台回转式,混合式(复合加工机)的检验规格
-为此,在日本有了新的提案
(开发研究主要以东京农工大学为主)
ISO 10791 :Test conditions for 
审议中审议中
machining centers
Part 1 ~ 3 几何误差检测
Part 6 插补运动检测
Part 7 工作精度检测
插补运动检测插补运动检测··工作精度检测工作精度检测的的 5
主要检测方法主要检测方法
ISO 10791‐6
(1)插补运动检测专用仪器测量
①3轴联动控制运动:利用Ball bar,R‐test检测
目的:轴的几何误差・工作台回转精度的评价
②5轴联动控制运动(圆锥台的底面):利用Ball bar检测
目的:和圆锥台的工作精度比较
(不用精加工就可以测量精度)
ISO 10791‐7
(2)工作精度检测(切削实验) 精加工
①圆锥台(NAS 979标准)(M3)
目的:5轴联动精度
②四角锥台(日本提案)(M4)
目的:圆度,垂直度,平行度的评价
插补运动插补运动专用检测仪器专用检测仪器 6
Ball bar
球杆仪
英国Renishaw公司的
QC20球杆仪
1维sensor
R‐herland , IBS 公司的
R‐test 仪
3维sensor
购入后1年当中 2次破损(修理)
33轴联动控制运动轴联动控制运动 7
Ball bar的感度方向
Spindle side
Y
Ball bar Z 面
0mm
:10
度
长
准
标
Z 理想圆弧
Ball bar
Y X
Table side
φ
OM
2球之间球杆的伸缩量
LVDT(Linear Variable Differential Transformer)  感度方向:
伸缩方向
保持2球之间距离不变的运动变动:误差不检测感度方向以外的变化
Ball bar: 可以测量3维运动
利用利用33轴联动的性能评价方法轴联动的性能评价方法 8
球杆仪对于旋转轴的旋转运动始终保持一定方向
球杆仪(ball‐bar)
X
YZ 英国Renishaw公司
Z 的QC20球杆仪
A
A轴轴线方向
C
A
YZ
Y
A YZ
A
工作台回转式5轴加工中心 A轴半径方向 A轴切线方向
利用利用33轴联动的性能评价方法轴联动的性能评价方法 9
C轴轴线方向 C轴半径线方向 C轴切线方向
A轴轴线方向 A轴半径线方向 A轴切线方向
利用利用33轴联动的性能评价方法轴联动的性能评价方法 10
测量结果例
XY XY
XY
C C
C轴轴线方向 C轴半径方向 C轴切线方向
90° 90° 90°
1div.: 1μm1div.: 1μm 1div.: 5μm
180° 0° 180° 0° 180° 0°
CCW
270° 270° CW 270°