基于数控程序重构的加工中心误差软件补偿技术.pdf

《基于数控程序重构的加工中心误差软件补偿技术.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于数控程序重构的加工中心误差软件补偿技术口胡世军口刘学口王恩广口侯剑波口陈玉荣兰州理工大学机电工程学院兰州730050摘要：论述了基于数控程序重构的机床软件补偿技术的原理，提出了无限插值定位确定误差补偿点的方法，克服了等间距确定误差补偿点法在间距内误差无法控制的缺陷：研究了数控机床三种基本编程运动的数控程序重构算法；分析了反向间隙的补偿：在FANUCSeries0iMate—MC操作系统的VMC一860型三轴立式加工中心进行补偿实验，得出该补偿技术能使数控机床的几何误差减少5O％关键词：数控程序重构无限插值定位软件补偿中图

2、分类号：TH161；TG659文献标识码：A文章编号：1000—4998f2015)04—0079—03随着计算机技术和测量技术的发展，机床误差软补偿后刀具期望到达点(，Ye，z。)，则：件补偿技术日趋成熟。数控机床软件补偿技术研究的=一e(P)内容包括数控机床误差模型的建立、误差的参数测量y~=y-e(P)(2)和辨识以及误差补偿方法研究]。目前常用的误差补z=z—e(P)偿方法是通过建立的误差模型修改数控程序，即数控补偿后刀具实际到达点(，，)，则：程序重构。数控程序重构为软件补偿中非常重要的一=+e(Pc)~X-e(P

3、)+e()环，其核心为误差补偿点的确定和基本运动的误差补yac：=，，。+ey(Pc)=y—ey(P)+ey(Pc)(3)偿算法。目前国内外采用的是等间距确定误差补偿点=+e()~z-e(P)+e：(Pc)。的方法，补偿间距为预设的一个常数，存在间距内的误从上式可以看出，补偿后实际到达的点，相对差无法控制的缺陷_2_。本研究给出了一种能无限插值于理想的轨迹点P依然存在误差e()，但是相对补偿定位划分误差模型来确定补偿点的方法．使机床的误前轨迹点只已有很大的改善。差补偿有很大的柔性。2数控程序重构的实现1软件补偿原理2．1误差

4、补偿点的确定数控机床的基本功能是按照数控加工程序，使切本研究采用无限插值定位确定误差补偿点的方削刀具与被切削工件之间实现准确定位和相对运动。法，如图1所示，以轴的误差曲线为例，水平分割误首先需要建立理想指令与实际运动之间的误差模型．差曲线e，当误差值累计达到预设的偏差占时，在该处然后将误差值按照一定的计算方法反向叠加到数控设定一个补偿点。在确定第一个补偿点并对其进行系统的插补指令上，使误差部分抵消，实现误差补偿_3]。补偿之后，理论上误差e回到零点，到累计误差达到用多体系统理论建立误差模型．使用9线位移误2时，确定第二个补偿

5、点：，与：之间的误差曲线差及直线度误差测量辨识数控机床整个工作区间内的平移到图中的曲线1，可见与之间各点的误差小全部21项几何误差参数。得出刀具理想运动轨迹和实于占。依次类推，在e=(为常数)处设立补偿点，当际运动轨迹之间的误差值E(x，Y，)⋯。误差反方向发展时，如从到，只需将误差值由正假设理想刀具轨迹上任意一点P的坐标为(，Y，)，该点x,-tr~的误差为e，将该点误差分解到、l，、Z轴上，得e(P)、ey(P)、e：(P)。补偿前刀具实际到达点P日(，，Za)，贝U：=+e(P)ya=)，+ey(P)(1)=lz+e(

6、P)收稿日期：2014年10月机械制造53卷第608期2015／4值变为负值代入补偿公式，补偿点的确定依然满足e=<，且lez()l妇时，该点不补偿，直接进入下一点的n8，此时n为负数。判断。只要某一轴lex(Pa)l≥占，则需要对该轴进行补2．2基本运动误差补偿算法偿，其余轴不补偿。若ley(Pa)l<，lez(Pa)l<，且基本编程运动有3种：快速定位、直线插补、圆弧Iez(尸a)I<时，对轴进行补偿，第一次补偿后期望到插补is]。达的目标点为，则：2．2．1快速定位的补偿算法XcO1=—e(Pa)(10)设刀具运动的目

7、标点为P，实际到达点为，补根据式=Pc-．I-e()、e1t=Par-P进行补偿判断，当偿后的点为，其中n为补偿次数，当n=O时，。=P，exlt时，不补偿，当e≥，进行第2次补偿，直至第由误差模型计算出该处的误差为e(P)，则：12,次补偿后，e

8、(5)终点。理论上补偿后刀具已到达目标点P，而实际补偿2．2-3圆弧插补补偿算法运动同样会产生误差。通过误差模型计算出第一次补圆弧插补补偿算法与直线插补类似，与之不同的偿后点Pc处的误差为e(PI)，此时刀具实际到达的点是采用与插补弧线半径之差为占的同心弧线控制精l，则：度．采用无限插值定