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
8.4 Испытания перемещений на угловую погрешность
8.4.1 Общие положения
Для каждой линейной оси перемещения следует измерять три угловые погрешности перемещения по трем взаимно перпендикулярным направлениям (обычно называемые "наклон", "перекат", "поворот вокруг вертикальной оси"). Угломерный инструмент следует устанавливать таким образом, чтобы можно было измерять относительную угловую погрешность перемещения между поверхностью станка, несущей инструмент, и рабочей поверхностью станка, например салазками, перемещающимися вдоль линии перемещения оси.
8.4.2 Измерительное оборудование и инструменты
В общепринятых методах измерения угловой погрешности перемещения используют угловые лазерные интерферометры или автоколлиматоры для измерения поперечного наклона и поворота оси, перпендикулярной направлению оси линейного перемещения, и прецизионный уровень для измерения поворота вокруг оси линейного перемещения. Для оценки поворота вертикальных осей применяют дифференциальные измерения прямолинейности (см. 8.4.2.4).
Примечание - Если линейное перемещение происходит в горизонтальной плоскости, прецизионным уровнем можно измерять поперечный и продольный наклон, тогда как автоколлиматором и лазером можно измерять поперечный наклон и поворот вокруг вертикальной оси.
8.4.2.1 Прецизионный уровень
Если используется прецизионный уровень, он должен быть прикреплен к перемещающемуся компоненту. Представляется наиболее практичным дифференциальные измерения между компонентом, несущим инструмент, и компонентом, несущим заготовку, выполнять с использованием двух прецизионных уровней (см. рисунок 47).
1 - измерительный прецизионный уровень;
2 - стандартный прецизионный уровень
Рисунок 47 - Измерение угловой погрешности
перемещения оси X' (продольного наклона)
с использованием двух прецизионных уровней
8.4.2.2 Автоколлиматор
Для соответствующего измерения автоколлиматор и зеркальный отражатель устанавливают между двумя поверхностями станка - несущей заготовку и несущей инструмент. Автоколлиматор следует устанавливать на неподвижном компоненте станка соосно с осью перемещения (см. рисунок 48). Следствием вращения установленного на перемещающемся компоненте станка отражателя вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оптической оси прибора, является вертикальное смещение изображения перекрестья в фокальной плоскости. Измерение этого смещения, производимое при помощи окуляра микрометра, позволяет определять угловое отклонение отражателя (см. ISO/TR 230-11). Поворачивая окуляр микрометра на 90°, можно также измерять угол поворота отражателя вокруг вертикальной оси. Разрешающая способность угловых измерений сопоставима для обоих инструментов.
1 - стол (поверхность заготовки, позиция 1); 2 - стол
(поверхность заготовки, позиция 2); 3 - автоколлиматор;
4 - шпиндель станка (поверхность инструмента);
5 - зеркальный отражатель; 
- измеренное угловое отклонение
Рисунок 48 - Измерение погрешности перемещения
с использованием автоколлиматора
Фотоэлектрический автоколлиматор можно использовать для более критических измерений, требующих разрешающей способности менее 1". Некоторые из них могут производить измерения, например поперечного наклона и "рыскания", путем совместного поворота на тот же угол двух осей вокруг оси, перпендикулярной этим двум. Указанные отклонения легко обнаруживаются и поддаются анализу.
Примечание - В случае большой длины хода на погрешности измерения оказывает влияние изменение коэффициента преломления воздуха, что способствует отклонению светового луча, которое колеблется около 
на 10 м траектории при вертикальном градиенте температуры в 1 °C/м [11]. Для наилучшего результата следует предусматривать фен для перемешивания воздуха, окружающего луч лазера, и достаточное число повторных измерений с целью усреднения показателей.
8.4.2.3 Лазерный угловой интерферометр
Лазерный угловой интерферометр применяют для измерения поворотов вокруг осей, перпендикулярных оси перемещения [например, поперечный наклон или "рыскание" (поворот вокруг вертикальной оси)]. Инструмент состоит из двух единиц оптического оборудования: углового интерферометра и двойного отражателя. Для измерения угловой погрешности оси перемещения салазок станка одно оптическое устройство устанавливают на поверхности станка, несущей обрабатываемую заготовку, а другое - на поверхности, несущей инструмент (см. рисунок 49). На станках, в которых возможность застопорить шпиндель отсутствует, для предотвращения нестабильности следует устанавливать наружную консоль, кронштейн или что-нибудь подобное.
Примечание 1 - Угловой интерферометр обеспечивает два параллельных световых луча, отстоящих друг от друга на известном расстоянии. Двойной зеркальный отражатель возвращает каждый луч назад к интерферометру. В результате поворота интерферометра относительно отражателя возникает различие между путями прохождения этих двух лучей, которое обнаруживается интерферометром. Угол поворота определен разностью расстояний между двумя лучами - до и после поворота.
Примечание 2 - Путем поворота оптических устройств на 90° вокруг оси луча можно измерять другие угловые погрешности ("рыскание" или поперечный крен).
1 - стол; 2 - шпиндель; 3 - двойной отражатель;
4 - интерферометр с вогнутым отражателем; LM - направление
линейного перемещения
Рисунок 49 - Измерение угловой погрешности перемещения
при помощи лазерного углового интерферометра
8.4.2.4 Метод, использующий измерение дифферента прямолинейности
Такой метод выполняют путем использования двух параллельных комплектов для измерения прямолинейности. Его принципы проиллюстрированы рисунком 50, где показано устройство для измерения продольного наклона вертикально перемещающегося шпинделя, состоящее из механического угольника и одного или двух датчиков линейного перемещения и применимое к любым вертикально перемещающимся салазкам. Показанные на рисунке инструменты для измерения дифферента прямолинейности могут быть заменены другими.
1 - шпиндель (позиция 1); 2 - шпиндель (позиция 2);
3 - датчик линейного перемещения; 4 - угольник
(прямоугольник, установленный примерно перпендикулярно
к столу); 5 - выносной кронштейн с противовесом (только
для позиции 2); 6 - стол; LM - направление линейного
перемещения
Рисунок 50 - Измерение продольного крена вертикального
перемещения салазок на основе измерения дифферента
прямолинейности
Контрольно-измерительные приборы комплектуют для измерения прямолинейности перпендикуляра к линии перемещения салазок. Салазки перемещаются вдоль оси, перпендикулярной к направлению измерения прямолинейности; полученные данные записывают. Затем на консольной части шпинделя устанавливают датчик перемещения и проводят повторные измерения прямолинейности. Далее перемещение шпинделя станка перестраивают на горизонтальное (см. рисунок 50, позиция 2), а датчик перемещения устанавливают на выносной консоли (5) таким образом, чтобы угольник снова контактировал с измеряемой поверхностью.
Процедуру измерения повторяют, причем необходимо придерживаться той же линии измерения вдоль базовой поверхности механического угольника. Величина продольного крена в отдельной позиции представлена разностью между двумя измеренными величинами локального отклонения от прямолинейности в той позиции, которая отдалена на некоторое расстояние между двумя положениями шпинделя.
Для учета расширения крепежной арматуры во время проведения измерения одни салазки станка (стола или шпинделя) необходимо перемещать в направлении, отличном от вертикального.
В связи с этим данные измерения продольного крена следует корректировать с учетом изменения угловой ориентации стола или шпинделя, вызванного таким перемещением. Во избежание такой потенциальной проблемы угольник можно перемещать сбоку (т.е. по позиции 2 на рисунке 50) с перенастройкой используемого прецизионного уровня.
8.4.3 Процедура измерения и анализ данных
a) Станок должен быть запрограммирован на перемещение салазок во время испытания и позиционирование их в ряде целевых позиций.
b) В целевой позиции салазки должны оставаться достаточно долго, чтобы можно было записывать полученные показания. Целевые позиции требуется размещать по всему диапазону хода оси, являющейся предметом интереса проводимого испытания. Интервалы измерения должны быть не более 25 мм для осей длиной не более 50 мм. Для более длинных осей интервал измерения не должен превышать 1/10 длины оси.
c) Во всех целевых позициях проводят не менее одной серии непрямых измерений.
Скорость хода установлена по соглашению между пользователем и изготовителем/поставщиком. Набор измерений состоит из целевых позиций и показаний соответствующего инструмента.
Угловую погрешность (т.е. EAX) представляет суммарный диапазон измеренных угловых отклонений. Условное обозначение углового отклонения должно соответствовать ISO 841.
Вместо дискретного измерения в каждой выбранной целевой позиции допускается проводить непрерывное измерение по всему ряду целевых позиций.
