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如何提高數(shù)控機(jī)床的精度？（下）
閱讀：175 發(fā)布時(shí)間：2021-12-22
【反向偏差的補(bǔ)償】
國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，定位精度有不少>0.02mm，但沒有補(bǔ)償功能。對(duì)這類機(jī)床，在某些場合下，可用編程法實(shí)現(xiàn)單向定位，清除反向間隙，在機(jī)械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達(dá)插補(bǔ)起始點(diǎn)，然后再開始插補(bǔ)加工。插補(bǔ)進(jìn)給中遇反向時(shí)，給反向間隙值再正式插補(bǔ)，即可提高插補(bǔ)加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。
對(duì)于其他類別的數(shù)控機(jī)床，通常數(shù)控裝置內(nèi)存中設(shè)有若干個(gè)地址,存儲(chǔ)各軸的反向間隙值。當(dāng)機(jī)床的某個(gè)軸被指令改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，數(shù)控裝置會(huì)自動(dòng)讀取該軸的反向間隙值，對(duì)坐標(biāo)位移指令值進(jìn)行補(bǔ)償、修正，使機(jī)床準(zhǔn)確地定位在指令位置上，消除或減小反向偏差對(duì)機(jī)床精度的不利影響。
一般數(shù)控系統(tǒng)只有單一的反向間隙補(bǔ)償值可供使用，為了兼顧高、低速的運(yùn)動(dòng)精度，除了要在機(jī)械上做得更好以外，只能將在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)測得的反向偏差值作為補(bǔ)償值輸入，因此難以做到平衡、兼顧快速定位精度和切削時(shí)的插補(bǔ)精度。
對(duì)于FANUC0i、FANUC18i等數(shù)控系統(tǒng)，有用于快速運(yùn)動(dòng)（G00）和低速切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（G01）的兩種反向間隙補(bǔ)償可供選用。根據(jù)進(jìn)給方式的不同，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)選擇使用不同的補(bǔ)償值，完成較高精度的加工。
將G01 切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)測得的反向間隙值A(chǔ) 輸入?yún)?shù)NO11851（G01的測試速度可根據(jù)常用的切削進(jìn)給速度及機(jī)床特性來決定），將G00測得的反向間隙值B 輸入?yún)?shù)NO11852。需要注意的是，若要數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行分別的反向間隙補(bǔ)償，應(yīng)將參數(shù)號(hào)碼1800的第四位（RBK）設(shè)定為1；若RBK設(shè)定為0，則不執(zhí)行分別的反向間隙補(bǔ)償。G02、G03、JOG與G01使用相同的補(bǔ)償值。
二、定位精度
數(shù)控機(jī)床的定位精度是指所測量的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件在數(shù)控系統(tǒng)控制下運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的位置精度，是數(shù)控機(jī)床有別于普通機(jī)床的一項(xiàng)重要精度，它與機(jī)床的幾何精度共同對(duì)機(jī)床切削精度產(chǎn)生重要的影響，尤其對(duì)孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響。一臺(tái)數(shù)控機(jī)床可以從它所能達(dá)到的定位精度判出它的加工精度，所以對(duì)數(shù)控機(jī)床的定位精度進(jìn)行檢測和補(bǔ)償是保證加工質(zhì)量的必要途徑。
【定位精度的測定】
目前多采用雙頻激光干涉儀對(duì)機(jī)床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理，以激光實(shí)時(shí)波長為測量基準(zhǔn)，所以提高了測試精度及增強(qiáng)了適用范圍。檢測方法如下：
安裝雙頻激光干涉儀；
在需要測量的機(jī)床坐標(biāo)軸方向上安裝光學(xué)測量裝置；
調(diào)整激光頭，使測量軸線與機(jī)床移動(dòng)軸線共線或平行，即將光路預(yù)調(diào)準(zhǔn)直；
待激光預(yù)熱后輸入測量參數(shù)；
按規(guī)定的測量程序運(yùn)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行測量；
數(shù)據(jù)處理及結(jié)果輸出。
【定位精度的補(bǔ)償】
若測得數(shù)控機(jī)床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必須對(duì)機(jī)床進(jìn)行誤差補(bǔ)償。常用方法是計(jì)算出螺距誤差補(bǔ)償表，手動(dòng)輸入機(jī)床CNC系統(tǒng)，從而消除定位誤差，由于數(shù)控機(jī)床三軸或四軸補(bǔ)償點(diǎn)可能有幾百上千點(diǎn)，所以手動(dòng)補(bǔ)償需要花費(fèi)較多時(shí)間，并且容易出錯(cuò)。
現(xiàn)在通過RS232接口將計(jì)算機(jī)與機(jī)床CNC控制器聯(lián)接起來，用VB編寫的自動(dòng)校準(zhǔn)軟件控制激光干涉儀與數(shù)控機(jī)床同步工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床定位精度的自動(dòng)檢測及自動(dòng)螺距誤差補(bǔ)償，其補(bǔ)償方法如下：
備份CNC控制系統(tǒng)中的已有補(bǔ)償參數(shù)；
由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生進(jìn)行逐點(diǎn)定位精度測量的機(jī)床CNC程序，并傳送給CNC系統(tǒng)；
自動(dòng)測量各點(diǎn)的定位誤差；
根據(jù)的補(bǔ)償點(diǎn)產(chǎn)生一組新的補(bǔ)償參數(shù)，并傳送給CNC系統(tǒng)，螺距自動(dòng)補(bǔ)償完成；
重復(fù)進(jìn)行精度驗(yàn)證。
根據(jù)數(shù)控機(jī)床各軸的精度狀況，利用螺距誤差自動(dòng)補(bǔ)償功能和反向間隙補(bǔ)償功能，合理地選擇分配各軸補(bǔ)償點(diǎn)，使數(shù)控機(jī)床達(dá)到精度狀態(tài)，并大大提高了檢測機(jī)床定位精度的效率。
定位精度是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)重要指標(biāo)。盡管在用戶購選時(shí)可以盡量挑選精度高誤差小的機(jī)床，但是隨著設(shè)備投入使用時(shí)間越長，設(shè)備磨損越厲害，造成機(jī)床的定位誤差越來越大，這對(duì)加工和生產(chǎn)的零件有著致命的影響。采用以上方法對(duì)機(jī)床各坐標(biāo)軸的反向偏差、定位精度進(jìn)行準(zhǔn)確測量和補(bǔ)償，可以很好地減小或消除反向偏差對(duì)機(jī)床精度的不利影響，提高機(jī)床的定位精度，使機(jī)床處于精度狀態(tài)，從而保證零件的加工質(zhì)量。