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    山東隆沃機(jī)械制造有限公司
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    數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償方法

    時(shí)間:2022/2/5閱讀:2813
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    數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償方法

    在數(shù)控機(jī)床加工零件的過(guò)程中   , 引起加工誤差的原因有很多方面。如機(jī)床零部件由于強(qiáng)度、剛度不夠引起而產(chǎn)生的變形,從而造成的誤差;還有因傳動(dòng)件的慣性、電氣線路的時(shí)間滯后等原因帶來(lái)的加工偏差等。有些誤差通過(guò)調(diào)整機(jī)床可以消除,但有些無(wú)法消除,這就需要我們通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償來(lái)消除。

    1    常見(jiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差

    運(yùn)動(dòng)誤差是指由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)本身的原因而使刀具與工件間產(chǎn)生的相對(duì)位置誤差,數(shù)控機(jī)床上常見(jiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差的原因有:

        a.機(jī)床的熱變形,機(jī)床構(gòu)件的扭曲與變形,傳動(dòng)軸或絲杠在扭矩作用下的扭曲變形引起的無(wú)效運(yùn)動(dòng),都會(huì)造成零件的加工偏差;

        b.螺距誤差,開(kāi)環(huán)和閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的定位精度主要取決于滾珠絲杠的精度。但絲杠總會(huì)存在一定的螺距誤差,因此在加工過(guò)程中會(huì)造成零件的加工誤差;

    c.齒隙或間隙,在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中,齒輪間隙是引起傳動(dòng)誤差的一個(gè)主要原因。在絲杠螺母副傳動(dòng)時(shí),其間的齒隙以及溜板的歪斜也會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)誤差。這類誤差統(tǒng)稱為齒隙誤差;

    d. 機(jī)床溜板的磨擦、磨損造成的誤差。

    2.1 反向間隙誤差補(bǔ)償

    在進(jìn)給傳動(dòng)鏈中,齒輪傳動(dòng)、滾珠絲杠螺母副等均存在反向間隙,這種反向間隙會(huì)造成工作臺(tái)在反向運(yùn)動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)而工作臺(tái)不動(dòng)。這就使得半閉環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生誤差,全閉環(huán)系統(tǒng)位置環(huán)震蕩不穩(wěn)定。

    為補(bǔ)償反向間隙可先采用調(diào)整和預(yù)緊的方法來(lái)減少間隙。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用了滾珠絲杠螺母副、貼塑涂塑導(dǎo)軌等傳動(dòng)效率高的結(jié)構(gòu),滾珠絲杠螺母副又有雙螺母預(yù)緊結(jié)構(gòu),所以機(jī)械結(jié)構(gòu)間隙不大,但由于傳動(dòng)部件彈性變形等引起的誤差,所以靠機(jī)械調(diào)整很難補(bǔ)償。對(duì)剩余誤差,在半閉環(huán)系統(tǒng)中可將其測(cè)出,作為參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng),此后每當(dāng)坐標(biāo)軸接受反向指令時(shí),數(shù)控系統(tǒng)便調(diào)用間隙補(bǔ)償程序,自動(dòng)將間隙補(bǔ)償值加到由插補(bǔ)程序計(jì)算出的位置增量指令中,以補(bǔ)償間隙引起的失動(dòng),即控制電機(jī)多走一點(diǎn)距離,這段距離等于間隙值,從而補(bǔ)償間隙誤差。對(duì)于全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)不能采取以上補(bǔ)償方法(通常將反向間隙補(bǔ)償參數(shù)調(diào)為零),只能從機(jī)械上減少甚至消除間隙。有些數(shù)控系統(tǒng)具有全閉環(huán)反轉(zhuǎn)間隙附加脈沖補(bǔ)償功能,以減少這種誤差對(duì)全閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。即當(dāng)工作臺(tái)反向運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)伺服系統(tǒng)施加一定寬度和高度的脈沖電壓(由參數(shù)設(shè)定)以補(bǔ)償間隙誤差。

    2.2 螺距誤差補(bǔ)償

    螺距誤差是指由螺距積累誤差引起的常值系統(tǒng)性定位誤差。在半閉環(huán)系統(tǒng)中,定位誤差很大程度上受滾珠絲杠精度的影響。盡管滾珠絲杠的精度很高,但總存在著制造誤差。要得到超過(guò)滾珠絲杠精度的運(yùn)動(dòng)精度,必須借助螺距誤差補(bǔ)償功能,利用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償與修正。另外,數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后,由于磨損,其精度可能下降,利用螺距誤差補(bǔ)償功能進(jìn)行定期測(cè)量與補(bǔ)償,可在保持精度的前提下延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。螺距誤差補(bǔ)償?shù)幕驹硎菍?shù)控機(jī)床某軸的指令位置與高精度位置測(cè)量系統(tǒng)所測(cè)得的實(shí)際位置相比較,計(jì)算出在數(shù)控加工全過(guò)程上的誤差分布曲線,再將誤差以表格的形式輸入數(shù)控系統(tǒng)中。這樣數(shù)控系統(tǒng)在控制該軸運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)自動(dòng)考慮到誤差值并加以補(bǔ)償。采用螺距誤差補(bǔ)償功能應(yīng)注意:

    a. 對(duì)重復(fù)定位精度較差的軸,因無(wú)法準(zhǔn)確確定其誤差曲線,故螺距誤差補(bǔ)償功能無(wú)法實(shí)現(xiàn),也就是說(shuō),該功能無(wú)法補(bǔ)償定位誤差;

    b. 只有建立機(jī)床坐標(biāo)系后,螺距誤差補(bǔ)償才有意義;

    c. 由于機(jī)床坐標(biāo)系是通過(guò)返回參考點(diǎn)而建立的,因此在誤差表中參考點(diǎn)的誤差要為      0

    d. 必須采取比滾珠絲杠精度至少高一個(gè)數(shù)量級(jí)的檢測(cè)裝置來(lái)測(cè)量誤差分布曲線,常用于激光干涉儀來(lái)側(cè)量。

    運(yùn)動(dòng)誤差是數(shù)控機(jī)床最常見(jiàn)的一種誤差形式,我們不但可以調(diào)整機(jī)床硬件結(jié)構(gòu)消除該誤差,還可以通過(guò)設(shè)置機(jī)床參數(shù)來(lái)補(bǔ)償。只要仔細(xì)分析誤差產(chǎn)生的原因,就能找出相應(yīng)的解決方法,從而提高數(shù)控機(jī)床的使用效率和使用壽命。


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