JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1410—2013
丝杠动态行程测量仪校准规范
Calibration Specification for Dynamical Screw Travel Testers
2013-11-13实施
2013-05-13发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1410—2013
丝杠动态行程测量仪校准规范
JJF 1410—2013 代替JJG671—1990
Calibration Specificationfor
Dynamical Screw Travel Testers
归口单位：全国几何量长度计量技术委员会
主要起草单位：中国计量科学研究院
北京机床研究所
参加起草单位：山东博特精工股份有限公司
安阳鑫盛机床股份有限公司
南京工艺装造制造有限公司大连高金数控集团有限公司
本规范委托全国几何量长度计量技术委员会负责解释 JJF1410—2013
本规范主要起草人：
王为农（中国计量科学研究院）焦洁 (北京机床研究所）
参加起草人：
朱继生（山东博特精工股份有限公司）
李运生（安阳鑫盛机床股份有限公司）黄育全（南京工艺装备制造有限公司）钱永芬（南京工艺装备制造有限公司）赵顺利（大连高金数控集团有限公司） JJF1410—2013
目 录
引言
(Ⅱ) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (8) (8) (9) (11)
范围· 2 引用文件· 3术语·. 3.1 目标行程1s 3.2 实际平均行程Im 3.3 有效行程l 3. 4 实际平均行程偏差eoa或es 3. 5 行程变动量V 4 概述 5 计量特性 5. 1 旋转头架对顶尖的回转误差 5. 2 测头架运动的直线度 5.3 头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度 5. 4 尾架运动方向对测头架运动方向的平行度 5. 5 行程示值误差 5.6 综合测量的复现性 6校准条件
1
环境条件· 6.2 校准用仪器设备 7校准项目和校准方法 7. 1 一般性检查 7. 2 校准项目与方法.· 8校准结果表达· 9 复校时间间隔附录A不确定度分析示例附录B滚珠丝杠副行程偏差和变动量表
6.1
.
I JJF1410—2013
引言
本规范主要依据标准是GB/T17587.11998eqvISO34083：1992《滚珠丝杠副第1部分：术语和符号》、GB/T17587.3—1998eqvISO34083：1992《滚珠丝杠副第3部分：验收条件和验收检验》。
本规范为修订，代替JJG671一1990《丝杠动态测量仪》。从丝杠行程动态测量仪的原理和功能出发，重新规定了计量特性组合，包括：
测头架运动直线度代替了工作台移动时在水平面和垂直面的直线度；一测头架运动对头架/尾架顶尖连线的平行度由头架/尾架顶尖连线与主导轨的平
行度和尾架运动方向对测头架运动方向的平行度2项计量特性组成，代替了头架主轴锥孔中心线和尾架套筒锥孔中心线对工作台移动导轨的距离相差值、头架主轴锥孔中心线与工作台移动方向的平行度、尾架套筒锥孔中心线与工作台移动方向的平行度等：
一行程示值误差代替了工作台移动时绕轴、y轴和轴的摆动；综合测量的复现性代替了一次安装多次测量重复性和多次安装测量重复性。
标准器和校准方法也进行了相应的调整。 JJG671一1990为首次发布。
II JJF1410—2013
丝杠动态行程测量仪校准规范
1范围
本规范适用于丝杠动态行程测量仪的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件： JJF1071国家计量校准规范编写规则 GB/T17587.1—1998eqvISO34081:1991 滚珠丝杠副第1部分：术语和
符号
GB/T17587.3—1998eqvISO34083：1992滚珠丝杠副 第3部分：验收条件和验收检验
凡是注日期的号引用文件，仅注日期的版本适用于本规则；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括修改单）适用于本规则。
3术语
GB/T17587.1一1998界定的术语和定义适用于本规范。 3.1目标行程l。specifiedtravel【GB/T17587.1—19983.2.4.5】
目标导程与旋转圈数的乘积。 注：有时目标行程可由公称行程和行程补偿值表示。
3.2实际平均行程Imactualmeantravel【GB/T17587.1—19983.2.4.7】
对实际行程具有最小直线度偏差的直线。
3.3有效行程luusefultravel【GB/T17587.1—19983.2.4.8】
有指定精度要求的行程部分（即行程加上滚珠螺母体的长度）。 3.4实际平均行程偏差eoa或esaactualmeantraveldeviationeoaoresa【GB/T17587.1- 19983.2.5.3]
在有效行程内，实际平均行程Im与公称行程1。之差，或者实际平均行程Im与目标行程之差。 3.5行程变动量Vtravelvariation【GB/T17587.1—19983.2.6】
平行于实际平均行程且包容实际行程曲线的带宽值。 注：已经规定的行程变动量有：2元弧度行程与带宽值V2相对应；300mm行程与带宽值V300相
对应；有效行程与带宽值V.相对应。
注：以上带宽有允许带宽（符号是“p"）与实际带宽（符号“a"）之区别。 例如：300mm长度内行程允许带宽为V300p；有效行程内的实际带宽为Va。
4概述
丝杠动态行程测量仪（以下简称丝杠测量仪）是测量丝杠行程质量的设备，测量丝
1 JJF1410—2013
杠（副）的行程偏差eoa或esa、行程变动量Vu、V300a、V2m等参数，
图1所示，丝杠测量仪由床身1，主轴箱2，测头架4，激光干涉仪10，尾架9，操作台11等组成，必要时配备丝杠支承8。床身1上的主导轨为测头架提供导向和支撑，副导轨为尾架提供导向和锁紧。
操作台11主轴箱2丝杠3测头架4测量校镜5测量拖车6测量棱镜7支承8尾架9 干涉仪10
电
亚
C
床身1 图1仪器的组成
丝杠测量仪的工作原理如下（图2）：利用顶尖孔将被测丝杠3安装在主轴箱与尾架的顶尖之间，由主轴箱中的动力带动
旋转。载有测头的测头架沿主导轨运动，尾架在副导轨上固定或移动。
测量丝杠副综合行程误差时，螺母通过螺母夹具与测头架刚性连接，旋转的丝杠通过螺母驱动测头架作轴向运动。
测量丝杠导程误差时，测头架4上的带动测头12放在被测丝杠的螺旋槽内（见图
3），旋转的丝杠通过带动测头12驱动测头架作轴向运动。
主轴箱内安装的角度编码器测量丝杠的旋转角度，激光干涉仪测量测头架的位移。 计算丝杠转角值及测头架的位移量，得到被测丝杠副行程误差或丝杠导程误差。
滚珠丝杠3
测量棱镜5测量拖车6 螺母
光栅 圆
激光头
测头架4 圆光栅信号处理
测量棱镜7
激光信号处理
综合处理电路
计算机/CRT
图2丝杠测量仪工作原理
2 JJF1410—2013
带动测头12测量测头13 外圆定位测头14
丝杠3
测量棱镜5
径向导向板19
-
弹性元件15
W
M
弹性机构17弹性元件16
测头架基体18
图3测头架工作原理
5计量特性 5.1 旋转头架对顶尖的回转误差 5.2 测头架运动的直线度 5. 3 头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度 5. 4 尾架运动方向对测头架运动方向的平行度 5. 5 行程示值误差 5. 6 综合测量的复现性
6 校准条件
6.1 环境条件
环境温度、梯度及其稳定性，以及环境湿度、气压等，均对校准的不确定度产生明显的影响，应进行控制，并在校准结果的测量不确定度中给予考虑。 6.2校准用仪器设备
校准用仪器设备见表1。
表1校准用仪器设备
校准用仪器设备
校准项目
旋转头架对顶尖的回转误差测头架运动的直线度头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度尾架运动方向对测头架运动方向的平行度行程示值误差综合测量的复现性
杠杆千分表标准激光干涉仪及其直线度附件圆柱检验棒，杠杆千分表锥柄圆柱检验棒，杠杆千分表标准激光干涉仪及其长度附件标准丝杠 (副)
3 JJF
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JJF1410—2013
丝杠动态行程测量仪校准规范
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2013-05-13发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1410—2013
丝杠动态行程测量仪校准规范
JJF 1410—2013 代替JJG671—1990
Calibration Specificationfor
Dynamical Screw Travel Testers
归口单位：全国几何量长度计量技术委员会
主要起草单位：中国计量科学研究院
北京机床研究所
参加起草单位：山东博特精工股份有限公司
安阳鑫盛机床股份有限公司
南京工艺装造制造有限公司大连高金数控集团有限公司
本规范委托全国几何量长度计量技术委员会负责解释 JJF1410—2013
本规范主要起草人：
王为农（中国计量科学研究院）焦洁 (北京机床研究所）
参加起草人：
朱继生（山东博特精工股份有限公司）
李运生（安阳鑫盛机床股份有限公司）黄育全（南京工艺装备制造有限公司）钱永芬（南京工艺装备制造有限公司）赵顺利（大连高金数控集团有限公司） JJF1410—2013
目 录
引言
(Ⅱ) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (8) (8) (9) (11)
范围· 2 引用文件· 3术语·. 3.1 目标行程1s 3.2 实际平均行程Im 3.3 有效行程l 3. 4 实际平均行程偏差eoa或es 3. 5 行程变动量V 4 概述 5 计量特性 5. 1 旋转头架对顶尖的回转误差 5. 2 测头架运动的直线度 5.3 头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度 5. 4 尾架运动方向对测头架运动方向的平行度 5. 5 行程示值误差 5.6 综合测量的复现性 6校准条件
1
环境条件· 6.2 校准用仪器设备 7校准项目和校准方法 7. 1 一般性检查 7. 2 校准项目与方法.· 8校准结果表达· 9 复校时间间隔附录A不确定度分析示例附录B滚珠丝杠副行程偏差和变动量表
6.1
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I JJF1410—2013
引言
本规范主要依据标准是GB/T17587.11998eqvISO34083：1992《滚珠丝杠副第1部分：术语和符号》、GB/T17587.3—1998eqvISO34083：1992《滚珠丝杠副第3部分：验收条件和验收检验》。
本规范为修订，代替JJG671一1990《丝杠动态测量仪》。从丝杠行程动态测量仪的原理和功能出发，重新规定了计量特性组合，包括：
测头架运动直线度代替了工作台移动时在水平面和垂直面的直线度；一测头架运动对头架/尾架顶尖连线的平行度由头架/尾架顶尖连线与主导轨的平
行度和尾架运动方向对测头架运动方向的平行度2项计量特性组成，代替了头架主轴锥孔中心线和尾架套筒锥孔中心线对工作台移动导轨的距离相差值、头架主轴锥孔中心线与工作台移动方向的平行度、尾架套筒锥孔中心线与工作台移动方向的平行度等：
一行程示值误差代替了工作台移动时绕轴、y轴和轴的摆动；综合测量的复现性代替了一次安装多次测量重复性和多次安装测量重复性。
标准器和校准方法也进行了相应的调整。 JJG671一1990为首次发布。
II JJF1410—2013
丝杠动态行程测量仪校准规范
1范围
本规范适用于丝杠动态行程测量仪的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件： JJF1071国家计量校准规范编写规则 GB/T17587.1—1998eqvISO34081:1991 滚珠丝杠副第1部分：术语和
符号
GB/T17587.3—1998eqvISO34083：1992滚珠丝杠副 第3部分：验收条件和验收检验
凡是注日期的号引用文件，仅注日期的版本适用于本规则；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括修改单）适用于本规则。
3术语
GB/T17587.1一1998界定的术语和定义适用于本规范。 3.1目标行程l。specifiedtravel【GB/T17587.1—19983.2.4.5】
目标导程与旋转圈数的乘积。 注：有时目标行程可由公称行程和行程补偿值表示。
3.2实际平均行程Imactualmeantravel【GB/T17587.1—19983.2.4.7】
对实际行程具有最小直线度偏差的直线。
3.3有效行程luusefultravel【GB/T17587.1—19983.2.4.8】
有指定精度要求的行程部分（即行程加上滚珠螺母体的长度）。 3.4实际平均行程偏差eoa或esaactualmeantraveldeviationeoaoresa【GB/T17587.1- 19983.2.5.3]
在有效行程内，实际平均行程Im与公称行程1。之差，或者实际平均行程Im与目标行程之差。 3.5行程变动量Vtravelvariation【GB/T17587.1—19983.2.6】
平行于实际平均行程且包容实际行程曲线的带宽值。 注：已经规定的行程变动量有：2元弧度行程与带宽值V2相对应；300mm行程与带宽值V300相
对应；有效行程与带宽值V.相对应。
注：以上带宽有允许带宽（符号是“p"）与实际带宽（符号“a"）之区别。 例如：300mm长度内行程允许带宽为V300p；有效行程内的实际带宽为Va。
4概述
丝杠动态行程测量仪（以下简称丝杠测量仪）是测量丝杠行程质量的设备，测量丝
1 JJF1410—2013
杠（副）的行程偏差eoa或esa、行程变动量Vu、V300a、V2m等参数，
图1所示，丝杠测量仪由床身1，主轴箱2，测头架4，激光干涉仪10，尾架9，操作台11等组成，必要时配备丝杠支承8。床身1上的主导轨为测头架提供导向和支撑，副导轨为尾架提供导向和锁紧。
操作台11主轴箱2丝杠3测头架4测量校镜5测量拖车6测量棱镜7支承8尾架9 干涉仪10
电
亚
C
床身1 图1仪器的组成
丝杠测量仪的工作原理如下（图2）：利用顶尖孔将被测丝杠3安装在主轴箱与尾架的顶尖之间，由主轴箱中的动力带动
旋转。载有测头的测头架沿主导轨运动，尾架在副导轨上固定或移动。
测量丝杠副综合行程误差时，螺母通过螺母夹具与测头架刚性连接，旋转的丝杠通过螺母驱动测头架作轴向运动。
测量丝杠导程误差时，测头架4上的带动测头12放在被测丝杠的螺旋槽内（见图
3），旋转的丝杠通过带动测头12驱动测头架作轴向运动。
主轴箱内安装的角度编码器测量丝杠的旋转角度，激光干涉仪测量测头架的位移。 计算丝杠转角值及测头架的位移量，得到被测丝杠副行程误差或丝杠导程误差。
滚珠丝杠3
测量棱镜5测量拖车6 螺母
光栅 圆
激光头
测头架4 圆光栅信号处理
测量棱镜7
激光信号处理
综合处理电路
计算机/CRT
图2丝杠测量仪工作原理
2 JJF1410—2013
带动测头12测量测头13 外圆定位测头14
丝杠3
测量棱镜5
径向导向板19
-
弹性元件15
W
M
弹性机构17弹性元件16
测头架基体18
图3测头架工作原理
5计量特性 5.1 旋转头架对顶尖的回转误差 5.2 测头架运动的直线度 5. 3 头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度 5. 4 尾架运动方向对测头架运动方向的平行度 5. 5 行程示值误差 5. 6 综合测量的复现性
6 校准条件
6.1 环境条件
环境温度、梯度及其稳定性，以及环境湿度、气压等，均对校准的不确定度产生明显的影响，应进行控制，并在校准结果的测量不确定度中给予考虑。 6.2校准用仪器设备
校准用仪器设备见表1。
表1校准用仪器设备
校准用仪器设备
校准项目
旋转头架对顶尖的回转误差测头架运动的直线度头架/尾架顶尖连线与主导轨的平行度尾架运动方向对测头架运动方向的平行度行程示值误差综合测量的复现性
杠杆千分表标准激光干涉仪及其直线度附件圆柱检验棒，杠杆千分表锥柄圆柱检验棒，杠杆千分表标准激光干涉仪及其长度附件标准丝杠 (副)
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