图5-2 步距规结构图 实验所用步距规尺寸P1,P2,?,Pi按100mm?间距设计,加工后测量出P1,P2,?,Pi的实际尺寸作为定位精度检测时的目标位置坐标(测量基准)。以铣床X轴定位精度的测量为例。测量时,将步距规置于工作台上,并将步距规轴线与X轴轴线校平行,令X轴回零;将杠杆千分表固定在主轴箱上(不移动),表头接触在P0点,表针置零;用程序(见本实验附录)控制工作台按标准循环图(见图5-3)移动,移动距离依次为P1,P2,?,Pi,表头则依次接触到P1,P2,?,Pi点,表盘在各点的读数则为该位置的单向位置偏差。按标准循环图测量5次,将各点读数(单向位置偏差)记录在记录表中,按本实验“相关知识概述”中“定位精度和重复定位精度的确定——国家标准GB/T17421.2—99评定方法”对数据进行处理,可确定该轴线的定位精度和重复定位精度。
图5-3 标准检验循环图 4. 数控机床软件补偿
(1)螺距补偿。?
数控机床螺距补偿的基本原理是:在机床坐标系中,在无补偿的条件下,在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段,测量出各目标位置Pi的平均位置偏差
↑,把平均位置偏差反向叠加到数控系统的
↑;
插补指令上,指令要求沿X轴运动到目标位置Pi,目标实际位置为Pij,该点的平均位置偏差为将该值输入系统,则CNC系统在计算时自动将目标位置Pi的平均位置偏差运动位置为Pij=Pi+偿。?
(2)反向间隙补偿。
↑叠加到插补指令上,实际
↑,使误差部分抵消,实现误差的补偿。数控系统可进行螺距误差的单向和双向补
反向间隙补偿又称为齿隙补偿。机械传动链在改变转向时,反向间隙的存在导致伺服电动机空转而工作台实际上不运动,称为失动。反向间隙补偿的原理是:在无补偿的条件下,在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段,测量出各目标位置Pi的平均反向差值控制坐标轴反向运动时,自动先让该坐标轴反向运动
,作为机床的补偿参数输入系统。CNC系统在
,然后按指令进行运动。工作台正向移动到O
点,然后反向移动到Pi点;反向时,电动机(丝杠)先反向移动系统实际指令运动值为: ??L=Pi+
?
,后移动到Pi点;在该过程中,CNC
反向间隙补偿在坐标轴处于任何方式时均有效。系统进行双向螺距补偿时,双向螺距补偿的值已经包含了反向间隙,因此,此时不需设置反向间隙的补偿值。? (3)误差补偿的适用范围。?
从数控机床进给传动装置的结构和数控系统的三种控制方法可知,误差补偿对半闭环控制系统和开环控制系统具有显著的效果,可明显提高数控机床的定位精度和重复定位精度。对于全闭环数控系统,由于其控制精度高,采用误差补偿的效果不显著,但也可进行误差补偿。