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数控机床上常见进给运动误差的原因

发布日期:2018-08-20 作者: 点击:

  1. 常见进给运动误差

  

  运动误差是指由于数控机床结构间的相对运动和结构本身的原因而使刀具与工件间产生的相对位置误差,数控机床上常见进给运动误差的原因有:

  

  1)机床的热变形,机床构件的扭曲与变形,传动轴或丝杠在扭矩作用下的扭曲变形引起的无效运动,都会造成零件的加工偏差;

  

  2)螺距误差,开环和闭环数控机床的定位精度主要取决于滚珠丝杠的精度。但丝杠总会存在一定的螺距误差,因此在加工过程中会造成零件的加工误差;

  

  3)数控机床齿隙或间隙,在齿轮传动系统中,齿轮间隙是引起传动误差的一个主要原因。在丝杠螺母副传动时,其间的齿隙以及溜板的歪斜也会产生传动误差。这类误差统称为齿隙误差;

  

  4)机床溜板的磨擦、磨损造成的误差。

  

  2. 进给运动误差的消除方法

  

  进给运动误差可分成两类:一类是有常值系统性误差,如螺距积累误差、反向间隙误差等;一类是变值系统性误差,如热变形等。

  

  消除误差的方法很多,可通过机械设计提高部件的刚度、强度,以减少变形;也可通过控制系统消除误差。过去用硬件电子线路和挡块补偿开关实现补偿,现在CNC系统中多用软件进行误差补偿。

  

  反向间隙误差补偿

  

  在进给传动链中,齿轮传动、滚珠丝杠螺母副等均存在反向间隙,这种反向间隙会造成工作台在反向运动时,电动机空转而工作台不动。这就使得半闭环系统产生误差,全闭环系统位置环震荡不稳定。

  

  为补偿反向间隙可先采用调整和预紧的方法来减少间隙。数控机床的机械结构采用了滚珠丝杠螺母副、贴塑涂塑导轨等传动效率高的结构,滚珠丝杠螺母副又有双螺母预紧结构,所以机械结构间隙不大,但由于传动部件弹性变形等引起的误差,所以靠机械调整很难补偿。对剩余误差,在半闭环系统中可将其测出,作为参数输入数控系统,此后每当坐标轴接受反向指令时,数控系统便调用间隙补偿程序,自动将间隙补偿值加到由插补程序计算出的位置增量指令中,以补偿间隙引起的失动,即控制电机多走一点距离,这段距离等于间隙值,从而补偿间隙误差。

  

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