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          數控機床大修之進給運動誤差的消除方法
          作者:gfzdh  來源:本站  發表時間:2019-02-27 16:42:10  點擊:2037

            進給運動誤差可分成兩類:一類是有常值系統性誤差,如螺距積累誤差、反向間隙誤差等;一類是變值系統性誤差,如熱變形等。

            消除誤差的方法很多,可通過機械設計提高部件的剛度、強度,以減少變形;也可通過控制系統消除誤差。過去用硬件電子線路和擋塊補償開關實現補償,現在CNC系統中多用軟件進行誤差補償。

            (1)反向間隙誤差補償

            在進給傳動鏈中,齒輪傳動、滾珠絲杠螺母副等均存在反向間隙,這種反向間隙會造成工作臺在反向運動時,電動機空轉而工作臺不動。這就使得半閉環系統產生誤差,全閉環系統位置環震蕩不穩定。

            為補償反向間隙可先采用調整和預緊的方法來減少間隙。數控機床的機械結構采用了滾珠絲杠螺母副、貼塑涂塑導軌等傳動效率高的結構,滾珠絲杠螺母副又有雙螺母預緊結構,所以機械結構間隙不大,但由于傳動部件彈性變形等引起的誤差,所以靠機械調整很難補償。對剩余誤差,在半閉環系統中可將其測出,作為參數輸入數控系統,此后每當坐標軸接受反向指令時,數控系統便調用間隙補償程序,自動將間隙補償值加到由插補程序計算出的位置增量指令中,以補償間隙引起的失動,即控制電機多走一點距離,這段距離等于間隙值,從而補償間隙誤差。

            對于全閉環數控系統不能采取以上補償方法(通常將反向間隙補償參數調為零),只能從機械上減少甚至消除間隙。有些數控系統具有全閉環反轉間隙附加脈沖補償功能,以減少這種誤差對全閉環系統穩定性的影響。即當工作臺反向運動時,對伺服系統施加一定寬度和高度的脈沖電壓(由參數設定)以補償間隙誤差。

            (2)螺距誤差補償

            螺距誤差是指由螺距積累誤差引起的常值系統性定位誤差。在半閉環系統中,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。要得到超過滾珠絲杠精度的運動精度,必須借助螺距誤差補償功能,利用數控系統對誤差進行補償與修正。另外,數控機床經過長時間使用后,由于磨損,其精度可能下降,利用螺距誤差補償功能進行定期測量與補償,可在保持精度的前提下延長機床的使用壽命。

            螺距誤差補償的基本原理是將數控機床某軸的指令位置與高精度位置測量系統所測得的實際位置相比較,計算出在數控加工全過程上的誤差分布曲線,再將誤差以表格的形式輸入數控系統中。這樣數控系統在控制該軸運動時,會自動考慮到誤差值并加以補償。

            采用螺距誤差補償功能應注意:

            1)對重復定位精度較差的軸,因無法準確確定其誤差曲線,故螺距誤差補償功能無法實現,也就是說,該功能無法補償定位誤差;

            2)只有建立機床坐標系后,螺距誤差補償才有意義;

            3)由于機床坐標系是通過返回參考點而建立的,因此在誤差表中參考點的誤差要為0;

            4)必須采取比滾珠絲杠精度至少高一個數量級的檢測裝置來測量誤差分布曲線,常用于激光干涉儀來側量。


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