主要用来测试机床的位置精度，也可以测试直线度、
垂直度等。在使用激光干涉仪前，先用步距规校对一 下激光干涉仪，然后再用校对过的激光干涉仪对数控 机床进行测量和修正，将会大大提高数控机床定位精 度。此方法简便易行，切实有效。因为单独使用激光
干涉仪在许多现场环境下往往不够准确。
激光干涉仪一般采用的是氦氖激光器，其名义波长 为0.633微米

定位精度测量工具和方法 工具----测量定位精度和重复定位精度的仪器是 激光干涉仪、线纹尺、步距规。其中因用步距规 测量定位精度时操作简单而在批量生产中被广泛 采用。无论采用哪种测量仪器，其在全行程上的 测量点数不应少于5点（5～15个），测量间距按 下式确定：
线纹尺
技术规格 规格1: 50mm 100mm 200mm 400mm 500mm 分格值:1mm (国标号:JJG73-2005) 规格2: 30mm 分格值：0.1mm 10mm 分格值：0.1mm 10mm 分格值：0.05mm 1mm 分格值：0.01mm
读数显微镜

双频激光干涉仪---通过光路干涉原理进行测试。精度 优于百万分之0.5mm。
单元27 定位精度、重复定位精度检测
任务目标：
检测定位精度、重复定位精度
1


知识点
步距规与双频激光干涉仪

步距规、线纹尺、双频激光干涉仪--用来测量数控机 床的定位精度，重复定位精度。 考核一台数控机床等级的精度组成一般来讲分为三类 1、几何精度 指影响机床加工精度的组成零部件的精度，包括本身 的尺寸、形状精度及部件装配后的位置及相互间的运 动精度，如平面度、重回度、相交度、平行度、直线 度、垂直度等。

定位误差按其出现的规律可分为两大类：
(1)系统性误差 误差的大小和方向或是保持不变，或是 按一定的规律变化。前者称为常值系统性误差，后者 称为变值系统性误差。 此类误差一般可以通过误差补偿方法弥补。 (2)随机性误差 误差的大小和方向是不规律地变化的。

重复定位精度： 它是指在数控机床上，反复运行同一程序代 码，所得到的位置精度的一致程度。重复定 位精度受伺服系统特性、进给传动环节的间 隙与刚性以及摩擦特性等因素的影响。一般 情况下，重复定位精度是呈正态分布的偶然 性误差，它影响一批零件加工的一致性，是 一项非常重要的精度指标。
2、位置精度 简单的讲，位置精度就是指机床刀具趋近目标位 置的能力。它是通过对测量值进行数据统计分析 处理后得出来的结果。一般由定位精度、重复定 位精度及反向间隙三部分组成。 3、工作精度 通过用机床加工规定的试件，对加工后的试件进 行精度测量，评价是否符合规定的设计要求。

定位精度： 定位精度是指实际位置与指令位置的一致程度, 其不一致的量值即为定位误差。定位误差包括伺 服系统、检测系统、进给系统等产生的误差，还 包括移动部件导轨的几何误差等。定位误差将直 接影响零件加工的精度。定位精度的高低用定 位误差的大小来衡量。
测量系统组成 --- 激光头、遥控装置、计算机、 显示器、空气传感器、温度传感器及图形绘 制仪等。
其原理是：把两束相干光波形合并相干（或引起相互干涉） ，其合成结果为两个波形的相位差，用该相位差来确定两个 光波的光路差值的变化。当两个相干光波在相同相位时，即 两个相干光束波峰重叠，其合成结果为相长干涉，其输出波 的幅值等于两个输入波幅值之和；当两个相干光波在相反相 位时，即一个输入波峰与另一个输入波谷重叠时，其合成结 果为相消干涉，其幅值为两个输入波幅值之差，因此，若两 个相干波形的相位差随着其光程长度之差逐渐变化而相应变 化时，那么合成干涉波形的强度会相应周期性的变化，即产 生一系列明暗相间的条纹，激光器内的检波器，根据记录的 条纹数来测量长度，其长度为条纹数乘以半波长。

线纹尺-----以线纹尺刻线为标准，与运动部件移动的 距离进行比较测出偏差。 该方法解决了任意点直线位 置精度的测量，但测量装置安装受线纹尺规格（≤1m ）和机床结构限制，测量范围小，虽然可采用接长法 扩大测量范围，但会引入新的测量误差，使测量精度 和效率大大下降，同时该方法对每一点偏差都要进行 方向判别和计算，极易带入粗大误差。一般用于较低 精度、较小范围的直线位置精度测量。

反向间隙： 在进给轴运动方向发生改变时，机械传动 系统都存在一定的间隙，这个间隙称为反 向间隙，它会造成工作台定位误差，间隙 太大还会造成系统振荡。

步距规--实物长度标准器（比较对照的标准件），用于 检测数控机床、坐标测量机、影像测量仪等精密仪器， 更适用于现场校对激光干涉仪，提高后者的测量准确。


粗大误差：在一定的测量条件下，超出规定条件 下预期的误差称为粗大误差，一般地，给定一个显 著性的水平，按一定条件分布确定一个临界值，凡 是超出临界值范围的值，就是粗大误差，它又叫做 粗误差或寄生误差。 产生粗大误差的主要原因如下：⑴客观原因： 电压突变、机械冲击、外界震动、电磁（静电）干 扰、仪器故障等引起了测试仪器的测量值异常或被 测物品的位置相对移动，从而产生了粗大误差；⑵ 主观原因：使用了有缺陷的量具；操作时疏忽大意 ；读数、记录、计算的错误等。另外，环境条件的 反常突变因素也是产生这些误差的原因。

采用精密线纹尺（每毫米刻有细线）与读数显 微镜（将每毫米光学细分为0.001mm），以线 纹尺刻线为标准，与运动部件移动的距离进行 比较测出偏差。 如图二，将线纹尺安装在被测 直线方向上，读数显微镜固定在移动部件上， 部件在位置①读数显微镜读数，部件移动至目 标位置②读数显微镜再次读数，用两次读数差 与移动距离进行比较。
立式步距规
卧式步距规
圆柱步距规
立卧两用步距规

步距规，也叫节距规，阶梯规。由一系列平行平面 构成的多尺度端面量具。可由一系列量块按一定间 距叠种高精度量具，不仅但可以检验数 控机床的定位精度，还可以检验三座标测量机 的位移精度。步距规的工作量块有钢质和陶瓷 两种。因钢质量块易生锈不易养护且不耐磨损 ，绝大多数客户选用陶瓷量块步距规。现新制 定的陶瓷量块标准已列入国家标准。