多轴数控机床转台定位误差分析与补偿.pdf

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1、2012年11月机床与液压NOV．2012第40卷第22期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．40No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．22．016多轴数控机床转台定位误差分析与补偿石炳存(无锡职业技术学院机电学院，江苏无锡214121)摘要：旋转轴是多轴数控机床关键性部件，其精度对机床精度影响巨大。分析转台常见安装误差对数控机床精度的影响，利用激光干涉仪对转台定位精度进行高密度的测量，通过优选误差点，确定少数补偿点进行补偿。补偿实验结果表明：关于数控机床转台安装误差对定位精度影响的理论分析正确，采用优选

2、补偿点的补偿方法能有效消除转台安装误差的影响，数控机床转台定位精度明显提高。关键词：数控机床；定位误差；检测；补偿中图分类号：TP271．32文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)22—046—2PositioningErrorAnalysisandCompensationforMulti-axisNCMachineToolGyralTableSHIBingeun(CollegeofElectromechanicalEngineering，WuxiInstituteofTechnology，WuxiJiangsu214121，China)Abs

3、tract：Circumvolveaxisisthekeypartofmulti—axisNCmachinetoolsanditserrorafectsprecisionofNCmachinetoolhuge—ly．TheinfluenceofinstallingerrorofgyraltabletoNCmachinetoolwasanalyzed．Thenthepositioningerrorofgyraltablewastestedbylaserinterferometer．Throughchoosingbettererrorpoints，somepoin

4、tsweredeterminedtocompensateeror．Theexperimentre—suhsshowtheanalysisaboutinstallingerorofgyraltableaffectingNCmachinetooliscorrect．Thewayofchoosingbettererorpointscanbeusedtoeliminatetheinfluenceofthegyraltableinstallingeror．ThepositioningprecisionofNCmachinetoolgyraltableisad—vance

5、dclearly．Keywords：NCmachinetool；Positioningeror；Test；Compensation对于多轴联动数控机床，转台是不可或缺的关键实现了全闭环控制，各轴采用了高精度的直线光栅或性部件。受测量方法和制造精度的影响，长期以来，圆光栅(物理刻线达125／mm或125／(。)，细分后最转台的误差问题一直困扰着机床制造企业和研究者。小控制单位在1／10000mm或1／10000。以上)，但对为了降低机床误差的影响，一般采用两种方法⋯：一于高精度机床，其对检测元件本身的精度以及安装精种是误差消除法，即不断提高组成机床的零部件加工度

6、、数控系统的控制精度要求也进一步提高，光栅的和装配精度，这方法虽然最为直接有效，但随着机床刻线误差、安装误差特别是圆光栅的安装误差对机床零部件精度的提高，机床的制造成本往往会成倍增轴的精度有重要影响。加；另一种方法是误差补偿法，即在不提高机床本体2圆光栅安装误差对定位精度的影响制造精度的前提下，对机床的几何误差进行测量，建对于平移轴而言，光栅尺的制造精度或安装误立起机床几何误差的补偿模型，根据机床的结构和运差一般会1：1映射到控制轴，从而影响平移轴的定动规律，通过软件或硬件人为制造出一种误差来消除位精度。对于采用高精度光栅尺和安装要求较高的由于几何误差造成的影

7、响，即所谓的“误差补偿”。机床轴来说，这种误差往往很小，与其他误差相后者由于成本低且效果明显而被研究者推崇。比，可以忽略不计。但对于采用圆光栅的旋转轴来文中以大型磨齿机转台为例，对由于光栅尺的安说，情况则完全不同。以大型数控磨齿机的转台装误差引起的转台误差进行分析。通过对误差的测量为例：磨齿机转台的圆光栅安装在旋转轴的内圆孔和补偿，以期解决转台的定位精度问题。内，对安装要求非常苛刻。旋转轴回转中心与圆光1转台的误差栅实际中心的不重合误差(安装偏心)、安装圆孔光栅尺在数控机床的伺服轴已广泛使用，使机床的圆度误差、圆光栅与安装孔壁的贴合程度以及局伺服轴实现了全闭环

8、控制，大大提高了机床轴的伺服部变形都会