ГОСТ ISO 230-1-2018. Межгосударственный стандарт. Нормы и правила испытаний станков. Часть 1. Геометрическая точность станков, работающих на холостом ходу или в квазистатических условиях
3.4 Термины для линейных осей
3.4.1 общие положения (general): В настоящем стандарте многие определения и испытания направлены на контроль погрешностей перемещения относительно друг друга компонентов станка, приводящих в движение режущий инструмент, и компонентов, приводящих в движение заготовку. Эти погрешности определяются и измеряются по положению и траектории функциональных точек.
3.4.2 функциональная точка (functional point): Точка по центральной оси режущего инструмента или другая связанная с компонентом металлорежущего станка точка, в которой режущий инструмент соприкасается с этим компонентом с целью удаления материала (см. рисунок 2).
1 - функциональная точка
Рисунок 2 - Примеры функциональных точек
Примечание 1 - Функциональная точка - это единственная точка, которая может перемещаться по всему объему режущего инструмента в процессе его работы. В настоящем стандарте и стандартах, относящихся к специализированным металлорежущим станкам, обычно рекомендовано проводить контроль геометрических характеристик применительно к пробной наладке/настройке, что дает представление о положении перемещаемого инструмента средней расчетной длины относительно гипотетического центра перемещаемой заготовки, условно размещенной в центре хода осей станка.
Примечание 2 - В настоящем стандарте для улучшения читаемости в определениях и испытаниях использовано выражение "функциональная точка на движущемся компоненте" вместо формально более точного выражения "движущаяся точка, представляющая положение инструмента и заготовки, движущихся относительно друг друга".
3.4.3 погрешность перемещения линейной оси (error motions of linear axis): Линейные и угловые отклонения компонента от заданной номинально прямолинейной траектории (см. рисунок 3).
Примечание 1 - Отклонения перемещения обозначены латинской буквой "E", сопровождаемой подстрочной надписью, в которой первой буквой является наименование оси, соответствующей отклонению от заданной траектории перемещения, а второй буквой - наименование оси перемещения (см. рисунок 3 и приложение A).
Примечание 2 - Линейное отклонение перемещения определено в 3.4.4, а угловое - в 3.4.16.
1 - заданное линейное перемещение по оси X; EAX - угловое
отклонение от перемещения вокруг оси A (поворот);
EBX - угловое отклонение от перемещения вокруг оси B
(поворот); ECX - угловое отклонение от перемещения
вокруг оси C (наклон); EXX - линейная погрешность
позиционирования по оси X; отклонения позиционирования
по оси X; EYX - погрешность прямолинейности перемещения
в направлении оси Y; EZX - погрешность прямолинейности
перемещения в направлении оси Z
Рисунок 3 - Угловые и линейные отклонения перемещения
компонента от заданного перемещения вдоль номинально
прямолинейной траектории, параллельной оси X
3.4.4 погрешность линейных перемещений линейной оси (linear error motions of linear axis): Отклонения по трем направлениям поступательного движения функциональной точки движущегося компонента, которому задано перемещение вдоль номинально прямолинейной траектории; одно из этих отклонений происходит в направлении номинального перемещения, а два других направлены под прямым углом к заданному направлению.
Примечание 1 - Линейное отклонение перемещения вдоль направления движения называется "погрешность линейного позиционирования" (3.4.5). Два других поступательных ошибочных перемещения называются "отклонение от прямолинейного перемещения" (3.4.8).
Примечание 2 - Линейное отклонение, измеренное в функциональной точке, включает воздействие угловых отклонений. Воздействия угловых отклонений различны, если положение точки измерения отличается от функциональной точки.
Примечание 3 - Если перемещаемый компонент не может рассматриваться как неподвижно закрепленное тело, например большой подвижный стол, испытания выполняют более чем в одной точке на перемещаемом компоненте.
3.4.5 погрешность позиционирования линейного перемещения (linear positioning error motion): Отклонение вдоль заданного направления движения, в результате которого фактическое местоположение, достигаемое функциональной точкой перемещаемого компонента, отличается от заданного на направлении движения.
Примечание 1 - Положительный знак отклонения позиционирования имеет место в положительном направлении движения (согласно ISO 841).
Примечание 2 - Погрешность линейного позиционирования зависит от дефектов самого перемещаемого компонента и системы управления им. Она не связана с динамическими характеристиками перемещаемого компонента и системой сервоконтроля его позиционирования.
3.4.6 линейные отклонения позиционирования (linear positioning deviation): Разность между фактическим положением, достигнутым функциональной точкой на пути перемещения компонента, и его заданным положением.
Примечание 1 - Заимствовано из ISO 230-2:2006, определение 2.5.
Примечание 2 - Для определения точности позиционирования и повторяемости осей с ЧПУ отклонения позиционирования измеряются на специально выделенных интервалах в соответствии с требованиями ISO 230-2.
Примечание 3 - Отклонения позиционирования, измеренные в соответствии с требованиями ISO 230-2, устанавливают предельные показатели погрешностей позиционирования (см. рисунок 4).
1 - диаграмма перемещения вдоль оси X по фактическим
ошибочным позициям; 2 - диаграмма измеренных отклонений
позиционирования по оси X; X - ось координат X, мм;
EXX - отклонение позиционирования и погрешность
перемещения по ошибочным позициям для оси X, 
Рисунок 4 - Пример погрешности линейного позиционирования
и измеренных отклонений линейного позиционирования
при линейном перемещении функциональной точки вдоль оси X
3.4.7 погрешность линейного позиционирования (linear positioning error), точность линейного позиционирования (linear positioning accuracy или accuracy of linear positioning): Величина наибольшего положительного отклонения позиционирования, прибавленная к абсолютной величине наибольшего отрицательного отклонения позиционирования, вычисленной в соответствии с определенными договорными условиями.
Примечание 1 - Это определение применимо только к тем осям, которые не находятся под непрерывным числовым управлением. Точность линейного позиционирования осей с ЧПУ устанавливается и определяется в соответствии с требованиями ISO 230-2.
Примечание 2 - Условием для оценки погрешности линейного позиционирования могут служить ручное перемещение линейной оси на промежутке более 100 мм на десять интервалов вперед и на десять интервалов назад и оценка отклонения линейного позиционирования для каждой позиции.
3.4.8 отклонение от прямолинейного перемещения (straightness error motion): Дополнительное перемещение в одном из двух направлений, перпендикулярных к оси заданного линейного перемещения вдоль (номинально) прямолинейной траектории (см. рисунки 5 и 6).
1 - диаграмма фактических отклонений в направлении оси Z
линейного перемещения по оси X; 2 - диаграмма измеренной
погрешности прямолинейности перемещения; 3 - базовая прямая
линия, очерчивающая зону минимальных значений фактической
погрешности линейного перемещения; 4 - базовая прямая линия,
очерчивающая зону минимальных значений измеренных
отклонений от прямолинейности; X - ось координат X, мм;
EZX - отклонение в направлении оси Z от прямолинейности
перемещения по оси X
Рисунок 5 - Пример отклонения от прямолинейности перемещения
в направлении оси Z и измеренной погрешности траектории
функциональной точки при ее перемещении по оси X
EYX - отклонения в направлении оси Y от прямолинейности
перемещения по оси X; EZX - отклонения в направлении оси Z
от прямолинейности перемещения по оси X
Рисунок 6 - Графическое представление отклонений
от прямолинейности оси X в направлениях осей Y и Z
3.4.9 отклонение от прямолинейности (straightness deviation): Расстояние функциональной точки от базовой прямой линии (3.4.12), прилегающей к ее траектории, измеренное в одном из двух направлений под прямым углом к направлению заданной прямолинейной траектории.
Примечание 1 - Во избежание динамических столкновений отклонение от прямолинейности измеряют при низкой скорости (или при зафиксированной во время испытания оси).
Примечание 2 - Отклонение от прямолинейности, измеренное на отдельном интервале (в примере на рисунке 5 - 400 мм), устанавливает предельные показатели фактической погрешности прямолинейного движения.
Примечание 3 - Согласно ISO 841 положительный знак отклонения от прямолинейности имеет место в положительном направлении главной оси.
3.4.10 погрешность прямолинейности линейной оси (straightness error of linear axis): Величина разности между наибольшим положительным и наибольшим значением отрицательных отклонений от прямолинейности (по отношению к предварительно определенной базовой прямой линии).
Примечание - Наименьшая погрешность прямолинейности выявляется при использовании базовой прямой линии, очерчивающей зону минимальных значений погрешности.
3.4.11 прямолинейность (straightness): Свойство прямой линии.
[ISO 12780-1:2011, определение 3.1.1]
Примечание - Фактическая траектория функциональной точки перемещаемого компонента, которому задано движение вдоль номинально прямолинейной траектории, не является прямой линией.
3.4.12 базовая прямая линия (reference straight line): Основное направление линии, связанное с прямой линией, используемой для измерения траектории функциональной точки в соответствии с определенными условиями, к которым относятся отклонение от прямолинейности и погрешность прямолинейности.
Примечание 1 - Базовую прямую линию вычисляют через измеренные отклонения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в пределах производимых измерений (см. рисунок 6).
Примечание 2 - В предыдущем издании ISO 230 использовалось выражение "representative line - показательная линия". Это выражение не следует предпочитать выражению "базовая прямая линия".
Примечание 3 - Можно использовать следующие словосочетания: "базовая линия зоны наименьших отклонений" (the minimum zone reference straight line) (3.4.13), или "базовая линия наименьших квадратов" (the least squares reference straight line) (3.4.14), или "базовая линия конечной точки" (the end-point reference straight line) (3.4.15) (см. рисунки 7, 8 и 9).
Примечание 4 - Минимальную погрешность прямолинейности обычно оценивают путем использования базовой линии зоны наименьших отклонений. Однако, поскольку программное обеспечение наименее пригодно для расчета такой зоны, погрешность прямолинейности рассчитывают как минимальную погрешность, полученную в результате использования стандартной линии наименьшего квадрата или базовой линии конечной точки.
3.4.13 базовая прямая линия зоны наименьших значений (the minimum zone reference straight line): Арифметическое значение минимального расстояния между двумя параллельными линиями в плоскости, заключающей измеренные отклонения от прямолинейности.
1 - верхняя базовая прямая линия зоны минимальных
положительных значений отклонения EZX; 2 - средняя базовая
прямая линия зоны минимальных значений отклонения;
3 - нижняя базовая прямая линия зоны минимальных
отрицательных значений отклонения EZX; 4 - измеренные
значения отклонения от прямолинейности; X - ось
координат X, мм; EZX - отклонения в направлении
оси Z от прямолинейности перемещения по оси X,
Рисунок 7 - Пример базовой прямой линии зоны минимальных
значений отклонения от прямолинейности
по оси X в плоскости ZX
3.4.14 базовая прямая линия наименьших квадратов (the least squares reference straight line): Прямая линия, где сумма квадратов измеренных отклонений от прямолинейности минимальна.
1 - базовая прямая линия наименьших квадратов;
2 - наибольшее положительное значение отклонения
от прямолинейности EZX; 3 - наибольшее отрицательное
значение отклонения от прямолинейности EZX; 4 - измеренное
отклонение от прямолинейности; X - ось координат X, мм;
EZX - отклонения в направлении оси Z от прямолинейности
перемещения по оси X,
Рисунок 8 - Пример базовой прямой линии минимальных
квадратов отклонений от прямолинейности перемещения
по оси X в плоскости ZX
3.4.15 базовая прямая линия конечной точки (the end-point reference straight line): Прямая линия, соединяющая первую и последнюю точки измеренных значений отклонения от прямолинейности.
1 - базовая прямая линия конечной точки; 2 - наибольшее
положительное отклонение от прямолинейности EZX;
3 - наибольшее отрицательное отклонение от прямолинейности
EZX; 4 - измеренное отклонение от прямолинейности;
a - первая точка длины измерения; b - последняя точка
длины измерения; X - ось координат X, мм; EZX - отклонения
от прямолинейности по оси X в направлении оси Z,
Рисунок 9 - Пример базовой прямой линии конечной точки
для проверки прямолинейности перемещения по оси X
в плоскости ZX
3.4.16 угловая погрешность перемещения линейной оси (angular error motions of linear axis): Три угловых отклонения подвижного компонента от перемещения вдоль номинально заданной прямолинейной траектории.
Примечание 1 - Положительный знак угловой погрешности перемещения следует правилу "правой руки", описанному в ISO 841 (см. рисунок 3).
Примечание 2 - Имеют место три угловых отклонения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей: одно вокруг оси заданного направления перемещения и два вокруг двух осей, перпендикулярных заданному направлению (см. рисунок 3). Вращение вокруг заданного направления перемещения можно называть "поворот" (roll <*>). Вращение вокруг оси, перпендикулярной направлению движения, называется терминами "наклон" или "опрокидывание" (tilt <*>). В международных стандартах различают два вида наклона. Для горизонтальной оси перемещения наклон вокруг вертикальной оси может называться термином yaw, а наклон вокруг горизонтальной оси - термином pitch <*>.
Примечание 3 - Угловая погрешность линейного перемещения функциональной точки включает воздействие от трех угловых отклонений. Если местоположение точки измерения не совпадает с функциональной точкой, воздействие угловых перемещений отличается от подобного в случае их совпадения (см. рисунок 10). При расчете отклонений траектории функциональной точки воздействие угловых отклонений учитывают для случаев несовпадения (см. рисунок 10).
Примечание 4 - Термины pitch и yaw <*> применимы только для горизонтальной оси перемещения.
--------------------------------
<*> Аналогичных терминов в русском языке нет.
1 - перемещение по оси X; 2 - измеренные отклонения ECX;
3 - измеренные отклонения Exx в функциональной точке 1
(FP1); 4 - измеренные отклонения EXX в функциональной точке
2 (FP2) [с учетом воздействия только ECX]; X - ось системы
координат X, мм; ECX - угловое отклонение (наклон), 
;
EXX - погрешность позиционирования, ; d - разность
между FP2 и FP1 по оси Y (1000 мм для точечной диаграммы);
FP1 - функциональная точка 1; FP2 - функциональная точка 2
Рисунок 10 - Пример воздействия углового отклонения ECX
на погрешность позиционирования EXX
3.4.17 угловое отклонение (angular deviation): Отклонение, показанное измерительным инструментом по направлению любой из трех взаимно перпендикулярных осей, измеренное на всем пути перемещения компонента.
3.4.18 угловая погрешность линейной оси (angular error of a linear axis): Величина наибольшего положительного углового отклонения, прибавленная к абсолютному значению наибольшего отрицательного углового отклонения, измеренная на всем пути перемещения компонента и рассчитанная в каждом из трех взаимно перпендикулярных направлений.
