数控机床几何误差的补偿及实现

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1、#机械制造与研究#曹甜东,等#数控机床几何误差的补偿及实现数控机床几何误差的补偿及实现1,21曹甜东,唐小琦(1.华中科技大学机械工程学院,湖北武汉430000;2.荆门职业技术学院机械工程学院,湖北荆门448000)摘要:介绍了数控机床基本运动的误差补偿算法;分析了数控机床运动轴的八种反向间隙;提出了误差补偿的NC修正方法和软件实现法。关键词:误差补偿算法;反向间隙;NC修正法;软件实现法。+中图分类号:TG659;TH161121文献标识码:B文章编号:1671-5276(2006)04-0

2、088-05CompensationandImplementationofGeometricErrorforCNCMillingMachine1,21CAOTian-dong,TANGXiao-qi(1.HuazhongUniversityofScienceandTechnology,HBWuhan430000,China;2.JingmenTechnicalCollege,HBJingmen448000,China)Abstract:Thisarticleintroducestheerrorc

3、ompensationcomputingintheCNCbasicmovement,analyzestheeightcasesofthereverseclearanceintheCNCmachinemovementaxis,andputsforwardtheNCamendmentmethodandthesoftwareimplementationmethodfortheerrorcompensation.Keywords:errorcompensationcomputing;reversecle

4、arance;NCamendmentmethod;softwareimplementa-tionmethod正型。这些方法只实用于特定的系统或特定的加0引言工中心,通用性比较差。而不同的数控系统的加工数控机床由于具有高的生产效率和加工精度,指令都遵循统一的国际标准,采用统一的表示符号在现代工业生产中得到了广泛的应用。通常零件和语法规则。通常数控加工编程有三种基本运动:的加工精度主要取决于数控机床的精度,因此提高快速定位运动、直线插补运动和圆弧插补运动。因数控机床的精度就成为提高零件加工品质的技术

5、此采用修改这三种加工指令的方法可实现误差的关键之一。提高数控机床精度的方法很多,如:通软件补偿,并提高误差补偿的通用性。过加大机床刚度、提高机床各部件的加工及装配精1.1快速定位的补偿算法度、严格控制生产环境等传统精度控制方法和利用设刀具运动的目标点为P,则修正后的指令精度补偿与修复技术最大限度发挥数控机床作用为:的方法等,其中采用软件的误差补偿技术是一项有PC=P-e(P)(1)效而经济的手段。数控机床软件误差补偿技术由式中,e(P)为P点的预报误差。于无需对数控机床硬件进行改造,便可较大幅度

6、提快速定位的目的是使刀具由当前的位置快速高数控机床的加工精度。因此倍受人们青睐,并逐移动到目标位置,而对移动的轨迹形状无要求。从步发展成为当今提高数控机床加工精度的主要方而可用式(1)直接修正快速定位指令的目标点坐法。现在主要介绍基本运动误差补偿的原理并提标。出NC修正的误差补偿控制和软件实现的误差补1.2直线插补补偿算法偿控制。直线插补运动用来使刀具由当前的位置移动到目标位置,对刀具的切削轨迹有线性要求。考虑1基本运动的误差补偿算法刀具切削点P沿直线在P1、P2之间运动,则P的目前采用的补偿方

7、法有前馈补偿型和反馈修轨迹可参数化为:#88#http://ZZHD.chinajournal.net.cnE-mail:ZZHD@chinajournal.net.cn5机械制造与自动化6#机械制造与研究#曹甜东,等#数控机床几何误差的补偿及实现Pi=P1+K(P2-P1)KI[0,1](2)角。当K在[0,1]内取不同的值时,就把整个螺旋式(2)中取不同的K可把直线分割为多段小弧分割为许多小螺旋弧。每个小的螺旋弧都用上直线,每个直线的起点和终点误差修正可用式(1)面的方法进行误差修正即可提高

8、误差补偿的效果。直接算出,有:1.4反向间隙补偿PiC=Pi-e(Pi)(3)反向间隙补偿又称为齿隙补偿。机械传动链在改变转向时,由于反向间隙的存在,会引起伺服1.3圆弧插补补偿算法电机的空走,而无工作台的实际运动,又称失动。假设圆弧插补在X1X2的平面内进行。刀具反向间隙能够存在于任何运动轴上,当运动方向改切削时,它将沿圆弧SME运动,其中心为C,圆弧变时就表现出来。其值大小通常与沿各轴的运动可参数化为下式:位置无关。由于丝杆的磨损和装配不当,在全轴上x1=x1C+rcos[Hs+K(He-H