质疑现行国家标准，提高数控机床精度

　　数控机床的优点是精度高效率高，准确检验并修正其定位精度十分重要。检测数控机床的精度，国家标准推荐使用双频激光干涉仪而未推荐步距规，实属谬然，绝大多数情况下还是使用步距规检测更准确。步距规因温度变化所引入的测量不确定度显著小于用双频激光测量。在绝大多数现场环境条件下，温度变化梯度在0.5℃/h以上，超出激光干涉仪的正确使用条件限制。而步距规因其热膨胀系数与被测对象基本相同，只要与被测对象等温足够时间，之后的温度变化对其检测结果影响小。步距规具有尺寸稳定，对环境要求不高，操作简单、价格低廉等优点。对大多数数控机床生产企业和用户检测数控机床精度，步距规更实用。

　　关于步距规与激光干涉仪的比较，计量专家全贻智先生和王晓飞女士在“用步距规提高数控机床精度”一文中给出以下列表。

　　由以上十二项对比可知，在检测数控机床定位高精度方面，高精度步距规优于激光干涉仪。     

　　该文还指出影响激光干涉仪测量准确性的主要因素有：

　　1，当现场的环境条件偏离标准环境条件，如气流扰动、气温波动偏离标准要求，或是一天中上午和下午气温和气温变化较大，会使前后两次检测结果明显不一致；

　　2，激光干涉仪检定周期两年可能偏长，这期间温度、湿度等传感器很可能与上次校准结果出现明显偏差；

　　3，有的激光干涉仪用户，在送检时只送检了激光器，而没有送检温度传感器。或校准激光器时，没有同时校准温度传感器。

　　4，理论上讲，激光干涉仪的帖附式温度传感器应贴在机床光栅尺上，但由于光栅尺装在密封的铝罩壳内，光栅尺的温度变化总是滞后于实际帖附点处的温度变化。两处实际温度之差，将引起测量误差。

　　5，使用中激光干涉仪一般安装在三角架上并支撑在地面上，反射镜安装在机床工作台上。由于工作台较重，移动中会引起地脚支撑点的微小弹性变形，从而引起床身连同工作台一起相对于三脚架产生倾角变化，此变化量也会引起测量误差；而使用步距规测量，床身连同工作台一起倾斜，不会引起此项测量误差。

　　现行检验数控机床定位精度的国际标准GB/T 17421.2—2000几乎是照搬国际标准ISO230-2：1997的相关内容，不顾中国国情（大多数数控机床生产企业不具备准确使用激光干涉仪的现场条件），依样推荐使用激光干涉仪检验数控机床定位精度，致使因上面论述的原因造成国产数控机床定位精度迟迟得不到提高。

　　为高档数控机床轴线定位误差起码应在500mm内不超过±5μm，而现场激光干涉仪的测量误差接近±5μm，这样的检测精度根本不符合要求。如果用步距规进行该项检验，是完全可以保证检测精度的。上海特略精密数控机床有限公司和广东中山锐锋数控装备有限公司使用步距规校准数控机床，使数控机床轴向定位精度达到±3μm就是最好的例证。另外，桂林广陆数字测控股份有限公司，使用激光干涉仪校准1000mm激光刻线机，多次校准均达不到精度要求。最后使用桂林安一量具有限公司生产的步距规，一次校准激光刻线机便成功达到精度要求。

　　国内外公认三坐标测量机属精密数控装备，《坐标测量机的验收检验和复检检验》国际标准（ISO 10360-2:2009）和国家标准GB/T 16857.2-2006都强烈推荐步距规作为实物长度标准器用于检验坐标测量机。步距规能检测坐标测量机定位精度，亦能用于检测具有同类坐标轴的数控机床。   

　　国内外知名的国家华东计量测试中心、上海计量测试研究院的精测室，装备有高档的德国莱兹三座测量机和安捷伦（原美国惠普）双频激光干涉仪，在精测前还常用步距规进行校对以达到最佳测量效果。每年为许多世界知名企业进行各种精密长度测量服务，对检测结果无一例发生争议。

　　全国量具量仪标委会有关人员，曾于2011年4月北京国际机床展览会期间，向国家机床标委会主任提出修订数控机床有关技术标准建议，建议写上步距规亦可作为实物长度标准器用于检验数控机床定位精度，希望尽快修改或以备忘录方式补充标准有关条文。

　　对于已经花几十万元购买了激光干涉仪的企业，只需再花其十分之一的价钱就可买一台具有世界级水平的高精度步距规，将会使你的数控机床很快提高定位精度。我国知名的量块和步距规校准专家、国家计量测试中心的黄晓蓉先生说过，激光干涉仪不宜单独使用，应与步距规比对使用，方能保证测量结果的准确性。国家量具量仪标准化委员会委员全贻智先生（原广西计量测试研究院总工程师）和王晓飞女士（现江苏省计量测试研究院科技处长）合写的 “高精度步距规在检验数控机床时的突出优势”一文里，从专业计量人员角度，详细列举了高精度步距规的各项优势。

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