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采用间隙误差补偿与螺距误差补偿改善机床最终数控精度_刘西京

采用间隙误差补偿与螺距误差补偿改善机床最终数控精度_刘西京
采用间隙误差补偿与螺距误差补偿改善机床最终数控精度_刘西京

采用间隙误差补偿与螺距误差补偿

改善机床最终数控精度

刘西京

(陕西东风昌河车桥股份有限公司,陕西铜川 727000)

摘 要:采用间隙误差补偿与螺距误差补偿的方法,改善机床最终数控精度并介绍了具体应用过程。关键词:间隙误差补偿;螺距误差补偿;机床最终数控精度

中图分类号:TH161+.4 文献标识码:B 文章编号:1007-4414(2001)03-0006-02

加工中心机床是集钻,镗,铣加工功能为一体,具有自动换刀装置的数控设备,各项精度要求十分严

格,特别是对坐标轴定位精度与重复定位精度的要求非常高,如TH6350型机床,对三坐标定位精度的要求是每300mm 长上允差为+0.01mm ,全行程上允差不超过0.04mm ,而对此三坐标重复定位精度的要求不超过+0.005mm 。采用FANUC -OMC 系统可快速定位,伺服电机经联轴节带动滚珠丝杠转动,可获得10m /min 速度,定位精度高,机床进给振动小,低速无爬行,具有较高的稳定性。

影响机床坐标定位与重复定位精度的因素有螺距误差与间隙误差,对于刚性的丝杠系统来说,螺距误差来自丝杠本身制造精度引起的螺距不等。对于同一方向定位的各定位点来说,由于不存在间隙误差的影响,因此它们之间的定位误差可以很好的反映螺距误差。反向间隙误差则来自丝杠与丝杠副之间,轴承与轴承座之间的空隙。丝杠向其相反方向运动时,此空隙会造成一段空运转,这时丝杠转动,但工作台不动,此种情况下产生的误差称为反向间隙误差,此反向定位误差值即被认为是该点的间隙误差。

传动部件与运动部件具有一定的弹性,完全刚性的物质是理想化的。因此在外力的作用下会发生弹性形变,运行中的丝杠受弹性形变影响很大,它所造成的误差是其与反向间隙的总和,与丝杠受力有关,运动过程中阻力大的地方弹性间隙也大,如丝杠定位不好,导轨变形不均匀或压板配合不紧凑,都会导致在运动全程上丝杠受力不均匀,导致弹性间隙在全程上分布变化大,使精度受影响。

所以当机床定位精度与重复定位精度不好时,可以在消除机械上的因素之后采用螺距误差补偿和间隙误差补偿的方式改善机床精度,由于加工中心采用

高科技的数控系统来驱动电机带动机床运动,系统本身具有的功能可以进行自动补偿。

如前所述,由于丝杠存在着反向间隙误差,因此在其运动换向时利用数控系统让电机多转几转,以带动丝杠多走一个补偿值来弥补丝杠反向时间隙产生的一段空程,因此我们可以用读数显微镜—刻度尺法进行间隙补偿,用读数显微镜进行观测刻线,并通过显微镜中的游标记录下该刻线的位置。由于相邻两刻线的间距是0.1mm ,故当刻线尺沿与尺平行的方向移动整数毫米后,另一条刻线将移动到和被记录下的刻线的同一位置上。如果运动有误差,则可以通过读数显微镜测出。读数值和误差方向之间的关系与显微镜的放置方法有关,可以通过以下方法判断:由于显微镜成倒像,故此机床运动方向。显微镜读数分辨率为1μm 即0.001mm ,游标卡尺每格之间距离为0.1mm 。图1(a )表示游标卡尺和读数显微镜都在中间位置,测量点0mm 处定位偏差读数应看显微镜刻度盘值即50,图1(b )表示测量点150mm 处定位偏差值相对0mm 处少走了一端距离例如15,此时转动显微镜刻度盘将游标卡尺刻线与显微镜中线重合,这时150mm 处定位偏差值的数值应为转动显微镜刻度盘后读数值即50-15=35,图1(c )表示测量点300m m 处定位偏差值相对0mm 处多走了一端距离例如15,

此时转动显微镜刻度盘将游标卡尺刻线与显微镜中线重合,这时300mm 处定位偏差值的数值应为转动显微镜刻度盘后读数值即50+15=65,下面介绍差值超过0.1mm 时显微镜的读数方法,如图2(假设游标卡尺和显微镜刻度盘读数都在中间位置)

用这种方法无法测量1mm 以上的误差,另外安装刻线尺显微镜必须保证:①运动方向和刻线尺平行。②显微镜光路与刻线尺垂直。③游标轴线与刻

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6· 收稿日期:2001-02-05

作者简介:刘西京(1965-),男,工程师,1989年毕业于陕西机械学院工业电气自动化专业,长期从事数控机床维修与改造工作。

线尺平行,否则影响读数精度

图1 显微镜刻度盘显示

A .显微镜

B .游标卡尺

C .显微镜中线

D .

显微镜刻度盘

图2 差值超过0.1mm 显微镜的读数方法

从读数显微镜—刻线尺所得数据反映了各个点上实际位置与理想位置之差,也反映了各段距离的运动偏差。由于数据系统给出的间隙量对轴上各点都是一致的,故只有当间隙误差在丝杠全长上均匀时,间隙补偿才能收到良好的效果。我们可以采用在轴

的全长上任意均分数点进行观测,以立式加工中心机床为例,通常采用的是6点5段距离观测,顺序如下:

P2—P3—P4—P5—P6P1—P2—P3—P4—P5—P6

P1至P6是由正向负方向的运动,P6至P1是由负向正方向的运动。用K1至K6表示各点数据;用N 表示由正向负的运动,P 表示由负向正的运动,则数据形式如下:

NK2 NK3 NK4 NK5 NK6PK1 PK2 PK3 PK4 PK5

在同一点上由于不存在螺距误差的影响,故用同一点上的正反向定位读数差值作为该点的反向综合误差值。由数据表可知可以在4个点上观测到反向综合误差值,我们用b2-b5来表示b2=PK2-NK2 b3=PK3-NK3 b4=PK4-NK4

b5=PK5=NK5

由于反向间隙补偿对各个点的补偿是一样的,也就是说使NK2-NK6同时增加了一个值。目的是使最大反向综合误差值减小,这个数就是间隙补偿值,可以看出该值是最大间隙误差值和最小间隙误差值的平均数。即:b 补= b 最大+b 最小 /2;

补偿后间隙补偿值最大为:Eb = b 最大-b 最小 /2;

可见想让E b 值小,必须使b 最大-b 最小值要

小,也就是在全程上反向综合误差要均匀,即弹性间隙必须均匀,所以要求工作台或主轴箱在全行程上受力要均匀。值是衡量装配质量的重要数据,该值大于误差限时靠数控补偿是不能达到精度要求的。综上所述即坐标丝杠由正向负运动记下6个数据再由负向反向正反向运动记下6个数据,一起并为一组,在

同一点上由于不存在螺距误差的影响,用同一点上的

正反向定位读数差值作为此点的反向综合误差值。这个数值就是间隙补偿值,多读几组数据,得到一个平均补偿值,填入数控系统相应的参数中以消除间隙。在全行程上要求工作台或主轴箱受力均匀即弹性间隙要均匀,若在全程上最大间隙与最小间隙差值超过误差极限时,单靠数控补偿不能达到精度要求。此时应根据数据查找机械问题。如压板配合不好,润滑系统故障,丝杠定位不好等。NK3-NK2=d2-NK4-NK3=d3-NK6-NK4=d4-NK6-NK5=d5-PK2-PK1=d1+PK3-PK2=d2+PK4-PK3=d3+PK5-PK4=d4+NK2-PK1=d1-NK6-PK5=d5+

对d1+至d4+,d2-至d5-这8个数据可以称之为相对螺距误差

NK2-PK1=D1-NK3-PK1=D2-NK4-PK1=D1-NK5-PK1=D4-NK6-PK1=D2-PK2-PK1=D1+PK3-PK1=D2+PK4-PK1=D3+PK5-PK1=D4+

这9个数据可以称之为绝对螺距误差。

对同一方向定位的各定位点,由于无间隙误差,所以它们之间的定位误差可以较好地反映螺距误差。根据实测数据和精度要求进行补偿有两种方法。一种是将全程分为若干段,对每一段分别绘出补偿值,NC 在控制过程中监控各坐标运动,在相应的补偿段中加入对应的补偿值,另一种方法是规定若干个补偿点,在各个点上绘出相应的补偿量。相邻的两个补偿点间补偿量随距离线性变化,FANUC 系统通常采用第2种方法,观察间隙补偿中的1组读数,处于同一列相邻两个数字之差,即用:

(d1+)+(d1-)/2=d1 (d2+)+(d2-)/2=d2(d3+)+(d3-)/2=d3 (d4+)+(d4-)/2=d4(d5+)+(d5-)/2=d5来输入两点间估算螺距补偿读数。

设定系统螺距补偿表参数,然后将估算出的数值填入参数所规定的每个轴参考点在补偿表中的点号,补偿完毕后断电,然后送电继续观测,直至达到精度要求范围内补偿工作结束。

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立式加工中心机床的螺距误差补偿(精)

立式加工中心机床的螺距误差补偿 随着我国制造业的飞速发展,数控机床制造技术也在不断地发展,同时对数控机床的各项性能提出了越来越高的要求。机床的定位精度便成为了衡量机床性能的一项重要指标。机械结构当中不可避免的摩擦、间隙,以及装配误差成为了制约机床定位精度的主要因素。由此,数控系统的制造商开发出了螺距误差补偿功能,借此以消除或者削弱以上因素对机床定位精度的影响,从而达到更好的加工效果。发那科与西门子两大公司在这个领域表现得尤为出色,以下将对这两种数控系统的螺距误差补偿方法进行详细介绍。 1.发那科数控系统机床的误差补偿(以FANUC 0i-MD为例) 1.1基本概念 1.1.1补偿点的指定 各轴的补偿点的指定,可通过夹着参考点的补偿点编号指定(+)侧、(-)侧来进行。机械的行程超过(+)侧、(-)侧所指定的范围时,有关超出的范围,不进行螺距误差补偿(补偿量全都成为0)。 1.1.2补偿点号 补偿点数,在螺距误差设定画面上提供有共计1024 点,从0 到1023。通过参数将该编号任意分配给各轴。 另外,螺距误差设定画面中,在最靠近负侧的补偿号前,显示该轴的名称。 1.1.3补偿点的间隔 螺距误差补偿的补偿点为等间隔,在参数中为每个轴设定该间隔。 螺距误差补偿点的间隔有最小值限制,通过下式确定。 螺距误差补偿点间隔的最小值=最大进给速度(快速移动速度)÷7500 1.2相关参数 (1)1851 每个轴的反向间隙补偿量。 (2)1852 每个轴的快速移动时的反向间隙补偿量。 (3)3620 每个轴的参考点的螺距误差补偿点号。 (4)3621 每个轴的最靠近负侧的螺距误差补偿点号。 (5)3622 每个轴的最靠近正侧的螺距误差补偿点号。 (6)3623 每个轴的螺距误差补偿倍率。 (7)3624 每个轴的螺距误差补偿点间隔。 注:以上参数中3620,3621,3622,3624修改后需要切断电源并重新上电才生效,其余参数修改后复位即可生效。 1.3操作方法(以X轴行程为850mm的丝杠为例,全长采集20个数据) 1.3.1连接激光干涉仪 1.3.2设置参数

数控车床丝杠螺距误差的补偿.

项目数控车床丝杠螺距误差的补偿 一、工作任务及目标 1.本项目的学习任务 (1)学习数控车床丝杠螺距误差的测量和计算方法; (2)学习数控车床螺距误差参数的设置方法。 2.通过此项目的学习要达到以下目标 (1)了解螺距误差补偿的必要性; (2)掌握螺距误差补偿的测量和计算方法; (3)能够正确设置螺距误差参数。 二、相关知识 滚珠丝杠螺母机构 数控机床进给传动装置一般是由电机通过联轴器带动滚珠丝杆旋转,由滚珠丝杆螺母机构将回转运动转换为直线运动。 1、滚珠丝杠螺母机构的结构 滚珠丝杠螺母机构的工作原理见图 1;在丝杠1 和螺母 4 上各加工有圆弧形螺旋槽,将它们套装起来变成螺旋形滚道,在滚道内装满滚珠 2。当丝杠相对螺母旋转时,丝杠的旋转面经滚珠推动螺母轴向移动,同时滚珠沿螺旋形滚道滚动,使丝杠和螺母之间的滑动摩擦转变为滚珠与丝杠、螺母之间的滚动摩擦。螺母螺旋槽的两端用回珠管 3 连接起来,使滚珠能够从一端重新回到另一端,构成一个闭合的循环回路。

2、进给传动误差 螺距误差:丝杠导程的实际值与理论值的偏差。例如 PⅢ级滚珠丝杠副的螺距公差为 0.012mm/300mm。 反向间隙:即丝杠和螺母无相对转动时丝杠和螺母之间的最大窜动。由于螺母 结构本身的游隙以及其受轴向载荷后的弹性变形,滚珠丝杠螺母机构存在轴向间隙,该轴向间隙在丝杠反向转动时表现为丝杠转动α角,而螺母未移动,则形成了反向间隙。为了保证丝杠和螺母之间的灵活运动,必须有一定的反向间隙。但反向间隙过大将严重影响机床精度。因此数控机床进给系统所使用的滚珠丝杠副必须有可靠的轴向间隙调节机构。 图2为常用的双螺母螺纹调隙式结构,它 用平键限制了螺母在螺母座内的转动,调整时只要扮动圆螺母就能将滚珠螺母沿轴向移动一定距离,在将反向间隙减小到规定的范围后,将其锁紧。 3、电机与丝杠的联接、传动方式 直联:用联轴器将电机轴和丝杠沿轴线联接,其传动比为 1:1;该联接方式传动时无间隙; 同步带传动:同步带轮固定在电机轴和丝杠上,用同步带传递扭矩;该传动方式传动比由同步带轮齿数比确定,传动平稳,但有传动间隙; 齿轮传动:电机通过齿轮或齿轮箱将扭矩传到丝杠,传动比可根据需要确定;该方式传递扭矩大,但有传动间隙。同步带传动、齿轮传动中的间隙是产生数控机床反向间隙差值的原因之一。 三、数控系统的半闭环控制

FANUC反向间隙

FANUC 0i-MC 数控机床反向间隙补偿方法 在数控机床上,由于各坐标轴进给传动链上驱动部位(如伺服电动机)的反向死区,各机械传动副的反向间隙等误差的存在,造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差,通常称为反向间隙或矢动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床,反向间隙的存在会影响到机床的定位精度和重复定位精度,从而影响产品的加工精度。若反向间隙太大,经常在加工中出现“圆不够圆,方不够方”的废品零件。而FANUC 0i-MC半闭环数控则有相应的系统参数可实现较高精度的反向间隙补偿。即可实现切削进给和快速进给两种加工模式下的反向间隙补偿功能,从而可以提高轮廓加工和孔加工精度。 FANUC 0i-MC 数控机床反向误差测定 按以下步骤为例,说明测量切削进给方式下离机床参考点100mm位置处的间隙量。 1.机床回参考点。 2.运行程序:G01 X100. F350,使机床以切削进给速度移动到测量点。安装千分表,将刻度对0,此时机床状态如图1所示。

3.运行程序:G01 X200. F350,使机床以切削进给沿相同方向移动。此时机床状态如图2所示。 4.运行程序:G01 X100 F350,使机床以切削进给返回到测量点。此时机床状态如图3所示。 5.这时通过千分表的刻度即可读取数控机床在该位置100mm距离内的反向间隙A。 为了确保每个测量点的反向间隙尽可能准确,企业一般会对每个测量点进行7次的重复测量,然后以其平

均值作为该点的反向间隙。但由于数控机床在不同位置处的反向间隙并不是相同,也不成线性关系。因此为了能更精确的反应某机床的反向间隙,企业通常会在机床的行程中点及两端的3个位置的平均反向间隙后,取其中最大的一个反向间隙作为系统的补偿值。 设置切削进给方式下的间隙补偿量。该设置需要进入到系统参数1851号进行设置。具体设置步骤如下: 1.进入到1851参数设置页 2.进行单位换算。 参数设置的间隙补偿量单位为μm 而通常我们所测量的反向间隙单位一般为mm,因此在设置该参数时,必须进行单位转换。 3. 选择测量的轴,并输入到对应的参数中。

数控机床误差实时补偿技术总结

数控机床实时误差补偿技术的学习总结 第1章绪论 制造业的高速发展和加工业的快速提高,对数控机床加工精度的要求日益提高。一般来说,数控机床的不精确性是由以下原因造成: [1]机床零部件和结构的几何误差; [2]机床热变形误差; [3]机床几何误差; [4]切削力(引起的)误差; [5]刀具磨损误差; [6]其它误差源,如机床轴系的伺服误差,数控插补算法误差。 其中热变形误差和几何误差为最主要的误差,分别占了总误差的45%、20%。提高机床加工精度有两种基本方法:误差防止法和误差补偿法(或称精度补偿法)。 误差防止法依靠提高机床设计、制造和安装精度,即通过提高机床本书的精度来满足机械加工精度的要求。由于加工精度的提高受制于机床精度,因此该方法存在很大的局限性,并且经济上的代价也很昂贵。 误差补偿法是认为地造出一种新的误差去抵消当前成为问题的原始误差,以达到减小加工误差,提高零件加工精度目的的方法。误差补偿法需要投入的费用很小,误差补偿技术是提高机床加工精度的经济和有效的手段,其工程意义非常显著。 误差补偿技术(Error Compensation Technique,简称ECT)是由于科学技术的不断发展对机械制造业提出的加工精度要求越来越高、随着精密工程发展水平的日益提高而出现并发展起来的一门新兴技术。误差补偿技术具有两个主要特性:科学性和工程性。 1.机床误差补偿技术可分为下面七个基本内容: [1]误差及误差源分析; [2]误差运动综合数学模型的建立; [3]误差检测; [4]温度测点选择和优化布置技术; [5]误差元素建模技术; [6]误差补偿控制系统及实施; [7]误差补偿实施的效果检验。 2.数控机床误差补偿的步骤: [1]误差源的分析和检测; [2]误差综合数学模型的建立; [3]误差元素的辨识和建模; [4]误差补偿的执行; [5]误差补偿效果的评价。 3.数控机床误差补偿技术研究的现状: [1]过长的机床特性检测和辨识时间; [2]温度测点布置位置优化; [3]误差补偿模型的鲁棒性; [4]误差补偿系统及实施; [5]五轴数控机床多误差实时补偿问题。 4.数控机床误差补偿技术研究的发展趋势: [1]多误差高效检测方法;

数控机床定位精度检测的方式

数控机床定位精度检测的方式 目前,由于数控系统功能越来越多,对每个坐喷射器标运动精度的系统误差如螺距积累误差、反向间隙误差等都可以进行系统补偿,只有随机误差没法补偿,而重复定位精度正是反映了进给驱动机构的综合随机误差,它无法用数控系统补偿来修正,当发现它超差时,只有对进给传动链进行精调修正。因此,如果允许对机床进行选择,则应选择重复定位精度高的机床为好。 1.直线运动定位精度检测 直线运动定位精度一般都在机床和工作台空载条件下进行。按国家标准和国际标准化组织的规定(ISO标准),对数控机床的检测,应以激光测量为准。在没有激光干涉仪的情况下,对于一般用户来说也可以用标准刻度尺,配以光学读数显微镜进行比较测量。但是,测量仪器精度必须比被测的精度高1~2个等级。 为了反映出多次定位中的全部误差,ISO标准规定每一个定位点按五次测量数据算平均值和散差-3散差带构成的定位点散差带。 2.直线运动重复定位精度检测 检测用的仪器与检测定位精度所用的相同。一般检测方法是在靠近各坐标行程中点及两端的任意三个位置进行测量,每个位置用快速移动定位,在凯威凯达相同条件下重复7次定位,测出停止位置数值并求出读数最大差值。以三个位置中最大一个差值的二分之一,附上正负符号,作为该坐标的重复定位精度,它是反映轴运动精度稳定性的最基本指标。 3.直线运动的原点返回精度检测 原点返回精度,实质上是该坐标轴上一个特殊点的重复定位精度,因此它的检测方法完全与重复定位精度相同。 4.直线运动的反向误差检测 直线运动的反向误差,也叫失动量,它包括该坐标轴进给传动链上驱动部位(如伺服电动机、伺趿液压马达和步进电动机等)的反向死区,各机械运动传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映。误差越大,则定位精度和重复定位精度也越低。 反向误差的检测方法是在所测坐标轴的行程内,预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准,再在同一方向给予一定移动指令值,使之移动一段距离,然后再往相反方向移动相同的距离,测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为7次),求出各个位置上的平均值,以所得平均值中的最大值为反向误差值。

数控机床的误差补偿

数控机床的误差补偿 随着我国经济的飞速发展,数控机床作为新一代工作母机,在机械制造中已得到广泛的应用,精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提高,对数控机床的精度也提出了更高的要求。尽管用户在选购数控机床时,都十分看重机床的位置精度,特别是各轴的定位精度和重复定位精度。但是这些使用中的数控机床精度到底如何呢? 大量统计资料表明:65.7%以上的新机床,安装时都不符合其技术指标;90%使用中的数控机床处于失准工作状态。因此,对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的,以便及时发现和解决问题,提高零件加工精度。 目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准ISO230-2或国家标准GB10931-89等。同一台机床,由于采用的标准不同,所得到的位置精度也不相同,因此在选择数控机床的精度指标时,也要注意它所采用的标准。数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。 一、反向偏差 在数控机床上,由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在,造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差,通常也称反向间隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床, 反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度, 从而影响产品的加工精度。如在G01切削运动时, 反向偏差会影响插补运动的精度, 若偏差过大就会造成“圆不够圆,方不够方”的情形;而在G00快速定位运动中,反向偏差影响机床的定位精度,使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。同时,随着设备投入运行时间的增长, 反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加, 因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。 (1)反向偏差的测定 反向偏差的测定方法:在所测量坐标轴的行程内, 预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准,再在同一方向给予一定移动指令值,使之移动一段距离,然后再往相反方向移动相同的距离,测量停止位置与基准位置之差,在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为七次),求出各个位置上的平均值, 以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。在测量时一定要先移动一段距离AB段, 否则不能得到正确的反向偏差值。 测量直线运动轴的反向偏差时,测量工具通常采有千分表或百分表,若条件允许,可使用双频激光干涉仪进行测量。当采用千分表或百分表进行测量时,需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长,因为测量时由于悬臂较长,表座易受力移动,造成计数不准,补偿值也就不真实了。若采用编程法实现测量,则能使测量过程变得更便捷更精确。 例如,在三坐标卧式机床上测量X轴的反向偏差,可先将表压住主轴的圆柱表面,然后运行如下程序进行测量: N10 G91 G01 X50 F1000;工作台右移 N20 X-50;工作台左移,消除传动间隙 N30 G04 X5;暂停以便观察 N40 Z50;Z轴抬高让开 N50 X-50:工作台左移 N60 X50:工作台右移复位 N70 Z-50:Z轴复位 N80 G04 X5:暂停以便观察 N90 M99;

数控机床误差补偿技术的研究

数控机床误差补偿技术的研究

目录 摘要 (iv) Abstract (v) 第一章概述........................................................... - 1 - 1.1数控技术的基本概念 (1) 1.1.1 数控技术和数控机床 .......................................... - 1 - 1.1.2数控机床的特点............................................... - 1 - 1.1.3 数控机床的分类 .............................................. - 1 - 1.2误差补偿技术的研究 (1) 1.2.1误差补偿现状................................................. - 2 - 1.3本论文的研究目的意义和研究内容 (3) 1.3.1研究的目的和意义............................................. - 3 - 1.3.2研究的主要内容............................................... - 3 - 1.3.3研究的基本思路和基本方法..................................... - 3 - 第二章数控机床的进给传动系统 ......................................... - 4 - 2.1数控机床对进给传动系统的要求.. (4) 2.2数控机床进给传动装置的结构 (4) 2.2.1滚珠丝杠螺母机构的结构....................................... - 4 - 2.2.2 进给传动误差................................................ - 5 - 2.2.3 电机与丝杠的联接、传动方式 .................................. - 6 - 2.3数控系统的三种控制方式.. (6) 第三章数控机床的精度及可靠性分析 ..................................... - 8 - 3.1数控机床误差的分类 (8) 3.2误差模型简介 (8) 3.2.1 几何误差.................................................... - 8 - 3.2.2 热误差...................................................... - 9 - 3.2.3 运动控制误差................................................- 10 - 3.2.4 其它误差....................................................- 10 - 3.3数控机床的精度 .. (10) 3.4数控机床的精度检查 (11) 3.4.1 机床几何精度的检查 ..........................................- 11 - 3.4.2 机床定位精度的检查 ..........................................- 11 - 3.5数控机床的可靠性 (12)

反向间隙的补偿

.反向间隙的补偿 首先要求机械安装完成后的反向间隙必须保证在一定范围内。反向间隙在不同速度下切换方向时的数值不同,所以反向间隙补偿时对进给和快速移动分开进行补偿,传统习惯上只是设定前者,这是不科学的。以FANUC Oi系统为例,说明如下: 参数:P1851:各轴进给时的反向间隙补偿值。 没定值:按切削进给(一般取500~1000mm/min)时检测的反向间隙值设定(用激光干涉仪测量)。 参数:P1852.各轴快速时的反向间隙补偿值。 设定值:按快速(例如10000mm/min)时检测的反向间隙值设定(用激光干涉仪测量)。 参数:P1800#4 RBK。 设定值:此位参数设定为1,则切削和快速的反向间隙可以分别生效。 2.螺距误差的补偿 数控系统一般每轴设置最大可达128点的螺距误差补偿点数。必要时,可对某轴进行补偿,一般习惯是按50mm或100mm的间隔进行补偿,为了提高精度,建议用5mm或10mm的间隔进行补偿,效果更好。 3.补偿计数器的设定 全闭环控制时,通常设定补偿计数器,以FANUCOi系统为例,说明如下:参数:P2010#5 HBBL反向问隙补偿值加到误差计数器中。 设定值:设定为0,表示为半闭环方式(标准设定)。 参数:P2010#4 HBPE螺距误差补偿值加到误差计数器中。 设定值:设定为0,表示为全闭环方式(标准设定)。 4.提高增益设定 在无振动的前提下,尽量提高位置环增益P1825,速度环增益P2043、P2045及负载惯量比P2021等参数。 游隙是滚动轴承能否正常工作的一个重要因素轴承的刚性,是指轴承产生单位变形所需力之大滚动轴承是一种精密的机械支承元件,轴承用户滚动轴承是一种精密的机械支承元件,轴承用户越南没有前段半导体晶圆厂,为了建立自有IC

西门子840D数控系统螺距误差补偿知识

西门子840D数控系统螺距误差补偿 西门子840D数控系统不同于以前曾广泛应用的810T/M和840C等老数控系统,它并没有提供专门的双向螺距误差补偿功能,通过对840D系统中的下垂补偿功能的分析研究,找到了一种方法,成功的解决了进行双向螺距误差补偿的问题。 关键词:数控系统下垂补偿功能双向螺距误差补偿 由于机床丝杠在制造、安装和调整等方面的误差,以及磨损等原因,造成机械正反向传动误差的不一致,导致零件加工精度误差不稳定。因此也必须定期对机床坐标精度进行补偿,必要时要做双向坐标补偿,以达到坐标正反向运动误差的一致性。 一、西门子840D数控系统的补偿功能 西门子840D数控系统提供了多种补偿功能,供机床精度调整时选用。这些功能有: 1、温度补偿。 2、反向间隙补偿。 3、插补补偿,分为: (1) 螺距误差和测量系统误差补偿。 (2)下垂补偿(横梁下垂和工作台倾斜的多维交叉误差补偿)。 4、动态前馈控制(又称跟随误差补偿)。包括:速度前馈控制和扭矩前馈控制。

5、象限误差补偿(又称摩擦力补偿)。分为:常规(静态) 象限误差补偿和神经网络(动态)象限误差补偿。 6、漂移补偿。 7、电子重量平衡补偿。 在西门子840D功能说明样本和资料中所列的众多补偿功能中,都没有指出该系统具有双向螺距误差补偿功能。但是在下垂补偿功能描述中却指出,下垂补偿功能具有方向性。这样,如果下垂误差补偿功能,在基准轴和补偿轴定义为同一根轴时,就可能对该轴进行双向丝杠螺距误差补偿,由此提供了一个双向螺距误差补偿的依据。 二、840D下垂补偿功能的原理 1、下垂误差产生的原因: 由于镗铣头的重量或镗杆自身的重量,造成相关轴的位置相对于移动部件产生倾斜,也就是说,一个轴(基准轴)由于自身的重量造成下垂,相对于另一个轴(补偿轴)的绝对位置产生了变化。 2、840D下垂补偿功能参数的分析: 西门子840D数控系统的补偿功能,其补偿数据不是用机床数据描述,而是以参数变量,通过零件程序形式或通用启动文件(_INI文件) 形式来表达。描述如下: (1) $AN_CEC[t,N]:插补点N的补偿值,即基准轴的每个插补点对应于补偿轴的补偿值变量参数。 (2) $AN_CEC_INPUT_AXIS[t]:定义基准轴的名称。 (3) $AN_CEC_OUTPUT_AXIS[t]:定义对应补偿值的轴名称。 (4) $AN_CEC_STEP[t]:基准轴两插补点之间的距离。 (5) $AN_CEC_MIN[t]:基准轴补偿起始位置: (6) $AN_CEC_MAX[t]: 基准轴补偿终止位置 (7) $AN_CEC_DIRECTION[t]:定义基准轴补偿方向。其中:

数控机床误差测量与补偿

数控机床误差测量与补偿 摘要:本文在分析数控加工误差来源及分类的基础上,明确了几何误差的性质、产生原因及在各类误差源中所占的比重,着重介绍了用激光干涉测量法的测量原理及特点并对其两种不同的测量 方法进行比较,最后进行误差试验,得到补偿效果。 abstract: based on the analysis of the source and classification of nc maching error, this paper clears the nature of the geometric error, the causes and its proportion in all kinds of error sources. the principle and characteristics of laser interferometry is emphatically introduced and the two different methods are compared. at last, the error measurement is conducted to get compensation efffect. 关键词:数控机床;几何误差;误差测量;误差补偿 key words: nc machine tools;geometric error;error measurement;error compensation 中图分类号:tg659 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)22-0017-02 1 数控机床误差分析 1.1 误差的来源数控机床的误差来源比较复杂。机械加工的误差主要来源于机床、加工过程和检测等三个方面。如:①床身、主轴、立柱、导轨、旋转轴等机床零部件在制造过程中引入的尺寸误

840D螺距补偿步骤

1.螺距补偿 →Service →Manage Date →NC-active –date →Meas.-system-error-comp. →选择将要补偿的轴。 →Copy →光标到LIECHTI →Insert →打开补偿表 →输入补偿值 如X轴的补偿: CHANDATA(1) $AA_ENC_COMP[1,0,AX1]=0 $AA_ENC_COMP[1,1,AX1]=-0.00 $AA_ENC_COMP[1,2,AX1]=-0.001 $AA_ENC_COMP[1,3,AX1]=-0.003 $AA_ENC_COMP[1,4,AX1]=-0.004 $AA_ENC_COMP[1,5,AX1]=-0.007 $AA_ENC_COMP[1,6,AX1]=-0.009 $AA_ENC_COMP[1,7,AX1]=-0.011 $AA_ENC_COMP[1,8,AX1]=-0.012 $AA_ENC_COMP[1,9,AX1]=-0.014 $AA_ENC_COMP[1,10,AX1]=-0.017 $AA_ENC_COMP[1,11,AX1]=-0.016 $AA_ENC_COMP[1,12,AX1]=-0.018 $AA_ENC_COMP[1,13,AX1]=-0.019 $AA_ENC_COMP[1,14,AX1]=-0.023 $AA_ENC_COMP[1,15,AX1]=-0.026 $AA_ENC_COMP[1,16,AX1]=-0.028 $AA_ENC_COMP[1,17,AX1]=-0.029 $AA_ENC_COMP[1,18,AX1]=-0.029 $AA_ENC_COMP[1,19,AX1]=-0.032 $AA_ENC_COMP[1,20,AX1]=-0.034 $AA_ENC_COMP[1,21,AX1]=-0.037 $AA_ENC_COMP[1,22,AX1]=-0.037 $AA_ENC_COMP[1,23,AX1]=-0.039 $AA_ENC_COMP[1,24,AX1]=-0.042 $AA_ENC_COMP[1,25,AX1]=-0.046 $AA_ENC_COMP[1,26,AX1]=-0.049 . $AA_ENC_COMP_STEP[1,AX1]=56 $AA_ENC_COMP_MIN[1,AX1]=-171 $AA_ENC_COMP_MAX[1,AX1]=1285

西门子与fanuc螺距补偿

数控设备调试与维护 ----数控系统参数调整 一、实验的性质与任务 数控机床的性能在很大程度上是由系统软件的运行性能决定,在系统中对参数设置不同的值可以改变系统的运行状态。为了使数控机床运行良好,在数控机床生产过程中、生产完成以后都会根据机床以及系统的配置和测试性能对系统参数进行调试。通过该实验期望通过该实验对数控系统及其调试有更为深刻的了解。 二、实验的目的和要求 在完成实验过程中,熟悉数控系统参数手册的使用方法,了解数控系统的参数构成及其种类。通过完成参数调整实验的过程,以及观测参数调整完成后系统以及机床的运行性能,了解系统参数的变化对机床的影响。对学生的要求是: 1、养成安全、认真、踏实、严谨、一丝不苟的工作作风。 2、熟悉查阅数控系统参数手册的方法; 3、了解系统参数的体系架构; 4、掌握在数控系统中查找、修改参数的方法; 6、掌握方法; 7、撰写符合实验过程、内容的实验报告; 8、现场操作指导教师要求的实验内容; 三、预备知识 数控系统的参数体系是比较繁杂,参数种类比较多,我们在调整参数前必须对各系统参数有较为详细的了解。系统参数种类繁多,涉及到对系统的各个方面的调整。 在数控机床中,不管是那一种系统,参数按其不同功能土要有以下几种: 1.系统参数 这些参数一般由机床开发部制造商根据用户的选择进行设置,并有较高级别的密码保护,其中的参数设置对机床的功能有一定的限制,他其中的内容一般不容许用户修改。 2.用户参数 这是供用户在使用设备时自行设置的参数,内容以设备加工时所需要的各种要求为主,可随时根据用户使用的情况进行调整,如设置合理可提高设备的效率和加工精度。 2.通信参数 用以数据的输入/输出(i/o)转送。 3.PLC参数 设置PLC中容许用户修改的定时、计时、计数,刀具号及开通PLC中的一些控制功能。4.机械参数 有些也包括在用户参数内,主要以机床行程规格,原点位置,位置的测量方式,伺服轴、主轴调整,丝杆螺距、间隙补偿方面为主,特别是伺服,主轴控制参数,设置不当设备就不能正常工作并且造成机床精度达不到要求,甚至于机床不能使用。各种不同类型的数控系统,参数的分类方法不一定相同,有些虽不明显地进行分类,但总包含着以上的内容。正常情况下,数控机床的参数厂方一般已按要求调整设置,使用中,因操作不当误改,机床使用较长时间后部分机械的磨损,断电或电路板损坏引起参数丢失,电气参数的改变等因素都会造成

FANUC数控机床螺距误差的检测分析与应用_赵宏立

FANUC 数控机床螺距误差的检测分析与应用 赵宏立 (沈阳职业技术学院,沈阳110045 )1数控机床螺距误差补偿原理与检测分析 随着精密加工和精益生产的市场需求,数控机床这 种高效高精的自动化设备逐渐在我国普及和使用,由于设备的长期运转和磨损,机床自身的精度需要定期校准,特别是数控机床的重复定位精度和定位精度的检测和补偿,直接影响产品的加工精度和效益。在实践应用中,数控系统的螺距误差补偿功能是最节约成本且直接有效的检测和补偿方法。Fanuc 数控机床的螺距误差补偿功能有一定的代表性,下面针对Fanuc 数控机床进行螺距误差的检测分析和补偿。1.1 螺距误差补偿与检测原理 在半闭环数控系统当中,重复定位精度和定位精度很大程度上取决于数控机床的滚珠丝杠精度,由于滚珠丝杠存在制造误差和长期加工使用带来的磨损,其精度必然下降,故所有的数控机床都为用户提供了螺距误差补偿功能。螺距误差补偿是将指定的数控机床各轴进给指令位置与高精度位置测量系统所测得的实际位置相比较,计算出在数控机床各轴全行程上的误差偏移值,再将误差偏移值补偿到数控系统中,则数控机床各轴在运动时控制刀具和工件向误差的逆方向产生相对运动,自动补偿误差偏移值,提高机床的加工精度。1.2 螺距误差补偿应用与分析 我们知道,在大多数数控系统中螺距误差补偿只是 对机床的线性补偿段起作用,只要在数控系统允许的范围内补偿就会起到补偿作用,每轴的螺距误差可以用最小移动单位的倍数进行补偿,一般以机床参考点作为补偿原点,在移动轴设定的各 补偿间隔上,把应补偿的值作为固定参数设定。如图1所示为步距规采用线性补偿方法进行检测。 但一般情况下丝杠的使用是不均匀的,经常使用的地方必然就要磨损得多,用线性补偿只是进行统一均匀线性补偿,不能照顾到特殊的点,而采用点补偿正好能满足这一点,螺距补偿才会没有误 差。为了减少点补偿的误差,应该尽量选取较小的螺距补偿点间距。点补偿的优点是能针对不同点的不同误差值进行补偿,解决了不同点不同螺距误差的补偿问题,补偿的精度高。缺点是测量误差时比较麻烦,需用专业的测量仪器跟踪各点测量。如图2所示,采用定点补偿法进行螺距误差补偿的检测。 摘要: Fanuc 数控机床在我国数控加工领域占据着主导地位,它的精度和性能指标直接取决于数控机床的定位精度和重复定位精度。在实践应用中,数控系统的螺距误差补偿功能是最节约成本且直接有效的方法。利用激光干涉仪或步距规测得的实际位置与数控机床移动轴的指令位置相比较,计算出全程上的误差分布曲线,在数控系统控制移动轴运动时考虑该误差差值并加以补偿,可以使数控机床的精度达到更高水平。 关键词: 定位精度;螺距误差;检测;补偿中图分类号:T G502.13文献标识码:A 文章编号:1002-2333(2010)05-0038-03 Analysis and Application of Thread Pitch Error Compensation in Fanuc CNC Machine ZHAO Hong-li (Shenyang Polytechnic College,Shenyang 110045,China ) Abstract :Fanuc CNC Machine Tools dominated the field of NC machining in China,its accuracy and performance depends directly on the positioning accuracy and repeat positioning accuracy of CNC Machine Tools.In practical applications,the function of pitch error compensation is the most cost effective and direct method of CNC system.The actual position measured by using laser interferometer or a step gauge is compared with the instructions position of CNC machine moving axis,the position error curve is calculated out on the whole distribution,the error value is compensated in the moving-axis CNC system control movement.So the accuracy of CNC machine tools can be achieved a higher level. Key words :position accuracy;screw pitch error;measure; compensation 图 1 利用步距规进行线性 螺距误差检测 图2利用激光干涉仪进行 定点补偿检测 ACADEMIC COMMUNICATION 学术交流 理论/研发/设计/制造 机械工程师2010年第5期 38

FANUC的进给运动误差补偿方法

无锡职业技术学院毕业设计说明书 机械技术学院 毕业设计论文 FANUC的进给运动误差补 偿方法 学生姓名: 指导教师姓名: 所在班级所在专业 论文提交日期论文答辩日期 答辩委员会主任主答辩人 系 年月日

FANUC的进给运动误差补偿方法 目录 毕业设计任务书 (1) 开题报告 (2) 第一章进给运动误差补偿方法 (6) 1.1常见进给运动误差 (7) 1.1.1反向间隙误差补偿 (8) 1.1.2螺距误差补偿 (9) 1.1.3摩擦补偿 (11) 第二章进给误差数据采集与补偿参数的设置 (12) 2.1激光干涉仪 (12) 2.1.1单频激光干涉仪 (12) 3.1 双频激光干涉仪 (13) 3.1.1 雷尼绍激光校准系统 (14) 3.1.2 测量误差分析 (19) 3.2误差补偿参数的设置 (20) 毕业设计总结 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25) 外文翻译 (26) 2

无锡职业技术学院毕业设计说明书 机械技术学院 毕业设计任务书 课题名称FANUC的进给运动误差补偿方法 指导教师王小平职称高级技师 专业名称数控设备应用与维护班级数控设备10832 学生姓名尹耀强学号1061083237 课题需要完成的任务: 1.根据课题调研查阅资料,了解国内外现状、进展,编写调研报告。 2.收集技术资料、图纸进行设计或分析探讨。 3.对不同类型设计的分析, 进行方案论证,确定总体方案。 4.完成毕业设计的论文。 5. 3000单词量的外文资料的翻译(专业相关科技类)。 课题计划: 2月21日—2月25日;确定毕业设计课题。 2月28日—3月 4日;收集整理英文翻译资料。 3月 7日—3月11日;查阅技术资料,完成课题的前期调研工作,完成英文翻译。3月14日—3月18日;完成课题相关资料收集,进行毕业论文构思。 3月21日—3月25日;完成毕业论文初稿。 3月28日—4月01日;完成毕业论文初稿。 4月04日—4月08日;修改、完善毕业论文,定稿。 4月11日—4月20日;整理打印毕业设计资料,完成答辩 计划答辩时间: 4月20日 数控技术系(部、分院) 2011 年3月 1 日 1

间隙补偿和螺距补偿

丝杠补偿一般指丝杠的螺距误差补偿. 间隙补偿包括所有传动链中的间隙(包括丝杆螺母付)的补偿. 由于丝杆螺距的不均匀性,传动链正,反向运动的间隙,都会直接影响数控精度,有些通改进运动付的结构,例如采用滚珠丝杆,使之正反向间隙得以消除,但螺距误差是避免不了的.所以必须进行补偿,以求较高的精度.同样,齿轮啮合需要间隙才能正常运行,这种累计间隙误差也需要通过补偿,才能提高 控制精度. 丝杆(丝杠)反向间隙又称丝杠背隙、丝杠间隙、丝杠失动量 在数控机床的进给传动链中.齿轮传动、滚珠丝杠:螺母副等均存在反向间隙,这种厦向间隙的存在会造成机床丁作台反向运动时,伺服电动机空转而工作台实际不运动。对于采用半闭环伺服系统的数控机球.反向问隙的存在会影响到机床的定位精度和重复定位精度,从而影响到产品的加工精度这就需要数挫系统提供反向间隙补偿功能,以便在加工过程中自动补偿一些有规律的误差,提高加工零件的精度。并且随着数控机床使用时删的增长,反向间隙还会因磨损造成的运动副间隙的增大而逐渐增加,因此需定期对数控机床各坐标轴的反向问隙进行测定和补偿。 1.反向间隙补偿过程 在数控系统无补偿的条件下,于机床测量行程范围内,在靠近行程的中点及两端的三个位置上分别进行多次测量,用千分表或百分表测量m各日标点位置P的平均反向间隙B.以所得平均值中的最大值为反向隙值B,并输人到数控系统反向间 隙补偿参数中。 CNC系统在控制坐标轴反向运动时,自动先让该标轴反向运动,然后再按指令进行运动.即数控系统会控制伺服电动机多走一段距离,这段距离等等于反向间隙值 B.从而补偿反向间隙。 需要指出的是这种方法只适合于半闭环数控系统.对于全闭环数控系统则不能采 取以上补偿办法。 2.反向间隙补偿方法 可使用激光干涉仪和百分表/千分表 百分表/千分表方法: 用手脉发生器移动相关轴,(将手脉倍率定为1×100的挡位,即每变化一步,电机进给0.1mm),配合百分表观察相关轴的运动情况。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动,手脉每变化一步,机床该轴运动的实际距离 d=d1=d2=d3…=0.1mm,说明电机运行良好,定位精度良好。而返回机床实际运动位移的变化上,可以分为四个阶段:①机床运动距离d1>d=0.1mm(斜率大于

FANUC数控系统螺距误差补偿功能.

FANUC数控系统螺距误差补偿功能数控机床的直线轴精度表现在轴进给上主要由三项精度:反向间隙、定位精度和重复定位精度,其中反向间隙、重复定位精度可以通过机械装置的调整来实现,而定位精度在很大程度上取决于直线轴传动链中滚珠丝杠的螺距制造精度。在数控机床生产制造及加工应用中,在调整好机床反向间隙、重复定位精度后,要减小定位误差,用数控系统的螺距误差螺距补偿功能是最节约成本且直接有效的方法。 FANUC数控系统已广泛应用在数控机床上,其螺距误差补偿功能有一定的典型性。螺距补偿原理是将机械参考点返回后的位置作为螺距补偿原点,CNC系统以设定在螺距误差补偿参数中的螺距补偿量和CNC移动指令,综合控制伺服轴的移动量,补偿丝杠的螺距误差。 1 螺距误差补偿前的准备工作回参考点后,编程控制需要螺距误差补偿的轴,从参考点或机床机械位置某一点间歇移动若干个等距检测点,用激光干涉仪等检测计量仪器检测出各点的定位误差。检测点数量可根据机床的工作长度自设。 2 设定螺距误差补偿参数 打开参数开关在MDI方式下设置参数PWE=1,系统出现1000报警,同时按CAN和RESET键清除报警。 ⑴参考点的螺距误差补偿点号码参数X轴参数No.1000Z轴参数No.2000 ⑵螺距误差补偿倍率参数参数No.0011的PML1,PML2。.PML2 PML1 倍率( 0 0 31,0 1 32, 1 0 34,1 1 38)设定的螺距补偿值,乘上该倍率,即为输出值. ⑶螺距误差补偿点间隔X轴参数No.756Z轴参数No.757螺距误差补偿点为等间隔,设定范围从0到999999999。一般设定单位是0.001毫米。⑷螺距补偿点数目各轴从0到127共128个螺距补偿点 ⑸螺距补偿量及螺距补偿点的号X轴参数No.(1001+螺距补偿点号)Z轴参数No.(2001+螺距补偿点号)每个螺距补偿点螺距补偿量的范围为(-7)~(+7)乘以螺距补偿倍率。负侧最远补偿点的号=原点补偿点-(负侧的机床长/补偿点间隔)+1正侧最远补偿点的号=原点补偿点+(正侧的机床长/补偿点间隔) 3设定好螺距补偿参数后,在MDI方式下,设置参数PWE=0,关闭参数写状态。机床断电后重新启动,回参考点,螺距补偿生效。再检测定位精度,没达到要求的补偿点可反复修改补偿量,直至达到要求。 4 应用举例 数控车床的参考点一般设在机械正限位不到处,参考点与正限位之间的范围在加工工件时很少用到,下面以一台数控车床的Z轴丝杠精度检测结果,阐述螺距误差补偿如何应用。 编程后运行,检测Z轴移动点,每点来回检测

数控机床几何误差及补偿方法(精)

数控机床几何误差及补偿方法 摘要:对数控机床几何误差产生的原因作了比较详细的分析,将系统误差的补偿方法进行了归纳,并在此基础上阐述了各类误差补偿方法的应用场合,为进一步实现机床精度的软升级打下基础。 关键词:数控机床;几何误差;误差补偿 Research on Geometric Errors and Its Compensation of CNC Mac hine Tool KE Ming-li, LIANG Yong-hui, LIU Huan-lao (Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088 , China) Abstract: Analyzed the reason why the geometric error occurs to CNC machine tool. The compensating methods of system er ror were induced in this paper. And the applicative occasion for all kinds of errors compensating method was elaborated. A foundation was built up for the CNC machine tool precis ion to further realize soft promotion. Key words: CNC machine tool; Geometric error; Error compensat ion 前言 提高机床精度有两种方法。一种是通过提高零件设计、制造和装配的水平来消除可能的误差源,称为误差防止法(error prevention)。该方法一方面主要受到加工母机精度的制约,另一方面零件质量的提高导致加工成本膨胀,致使该方法的使用受到一定限制。另一种叫误差补偿法(error compensation),通常通过修改机床的加工指令,对机床进行误差补偿,达到理想的运动轨迹,实现机床精度的软升级。研究表明,几何误差和由温度引起的误差约占机床总体误差的70%,其中几何误差相对稳定,易于进行误差补偿。对数控机床几何误差的补偿,可以提高整个机械工业的加工水平,对促进科学技术进步,提高我国国防能力,继而极大增强我国的综合国力都具有重大意义。 1几何误差产生的原因 普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起: 1.1 机床的原始制造误差 是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差,是数控机床几何误差产生的主要原因。 1.2 机床的控制系统误差 包括机床轴系的伺服误差(轮廓跟随误差),数控插补算法误差。 1.3 热变形误差 由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。 1.4切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差 包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。这种误差又称为“让刀”,它造成加工零件的形状畸变,尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时,这一误差更为严重。

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