数控机床导轨变形误差补偿技术研究.pdf

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．4lNo．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．07．026数控机床导轨变形误差补偿技术研究刘勇军，董慧敏，张英(鹤壁职业技术学院机电工程学院，河南鹤壁458030)摘要：针对机床导轨变形特别是大型、重型机床的导轨变形降低加工精度的问题，提出了利用软件误差补偿技术来消除导轨变形对加工精度的影响。以数控车床为例，分析了导轨变形对加工零件的影响，提出了利用最小二乘法拟合导轨变形曲线，阐述了利用指令修正技术进行误差补偿的原理，为进行数控机床全局误差补偿提供了理

2、论依据和技术参考。对CK6140型数控车床进行了补偿，有效地改善了加工精度。关键词：导轨变形；最小二乘法；误差补偿；指令修正中图分类号：TH161文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)7—091—3ResearchonErrorCompensationTechnologyforGuidewayDeformationofCNCMachineToolLIUYongjun．DONGHuimin．ZHANGYing(SchoolofMechatronicsEngineering，HebiVocationalandTechnicalCollege，HebiHenan458030，Ch

3、ina)Abstract：AimingatproblemoftheguidewaydeformationreducedthemanufacturingprecisionfortheCNCmachinetool，espe—ciallyforthelargeandheavytypes，itwasputforwardthateliminationoftheinfluencetomanufacturingprecisionduetotheguidewaydeformation，byusingthesoftwareerrorcompensationtechnology．ByanexampleofCN

4、Clathe，theinfluenceeausedbytheguidewaydeformationtothemanufacturingpartwasanalyzed，theguidewaydeformationcurvefittedbyusingtheleastsquaremethod(LSM)wasputforward，andtheerrorcompensationprincipleusingthecode—corectiontechnologywasintroduced．Themanneristhetheorybasisandthetechnologyreferenceforthewh

5、olecompensationtotheCNCmachinetoo1．TheCNCCK6140latheiscompensated，andthemanufacturingprecisionisenhancedefficiently．Keywords：Guidewaydeformation；LSM；Errorcompensation；Code—correction随着对机械零部件精度的要求越来越高，如何1导轨变形对加工件的影响提高数控机床的加工精度是机械制造业研究的重要导轨的变形形式主要是下凹，故在此主要讨论导内容，数控机床导轨在机床中起着承受载荷和导向轨下凹对加工零件的影响。图1为导轨变形

6、后的曲线，的作用，是机床各主要部件的相对位置基准和运动从图中可以看出在靠近机床原点的工作台经常工作处基准，导轨的精度对机床的加工精度有着直接的影下凹最为严重，而靠近机床参考点处则下凹较小。响。导轨在受到自身质量、载荷和磨损等因素的作用下必然会产生形状改变，弯曲是导轨精度下降的主要表现形式。导轨弯曲变形后，其弯曲变形呈现出靠近经常工作点处的曲率较大的不规则性，也给机床硬件结构调整以及消除误差带来了难度。目前广泛使用的是在制造导轨时让其上凸，随着使用时间的增加，导轨逐渐变为直线，然后再变为下凹，图1变形后的导轨曲线但这不能从根本上解决问题。文中从软件误差补偿的思路出发，首先分析了导轨变形对加工

7、零件形状一旦导轨发生变形，将对加工零件精度产生重要的影响，然后对导轨变形曲线进行拟合，并推导了影响，如图2所示，其最直接的影响是使零件的尺寸补偿公式，阐述了利用数控指令修正来补偿导轨变变大，欲加工工件的半径为，在导轨下凹6后，加形造成的加工精度降低，为提升数控机床加工精度工工件的半径变为X，则工件直径误差值e为：提供理论参考。e=2Ax=2(一)(1)收稿日期：2012—03—03作者简介：刘勇军(1978一)，男，博士