任务16 Z轴精度检测与补偿

1、任务16 Z轴精度检测与补偿一、简答题1、简述机床螺距补偿原理。答：在无补偿的条件下，在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段，测量出各目标位置Pi的平均位置偏差，把平均位置偏差反向叠加到数控系统的插补指令上，使误差部分抵消，实现误差的补偿。2、简述机床反向间隙补偿原理。答：在无补偿的条件下，在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段，测量出各目标位置Pi的平均反向差值，作为机床的补偿参数输入系统。3、说出进行Z轴精度检测与补偿所需的设备、工具与量具。答：设备、工具与量具选用：CAK36S数控车床 、步距规、前后顶尖、杠杆千分表、磁力表座、机油、橡皮板、棉布、一字起、计算器等 4、说出精度补偿所适用

2、的范围。答：从数控机床进给传动装置的结构和数控系统的三种控制方法可知，误差补偿对半闭环控制系统和开环控制系统具有显著的效果，可明显提高数控机床的定位精度和重复定位精度。对全闭环数控系统，由于其控制精度高，采用误差补偿的效果不显著，但也可进行误差补偿。5、说出在进行Z轴精度补偿步骤中的“杠杠百分表的表头对零”的作用和操作方法。答：作用：使Z轴的正反向都移动相同的数值，在换向时注意消除反向间隙。方法：运行程序，调整杠杠百分表的表头对零，再次重新运行程序，检查表头是否对零，如果没对零，调整杠杠百分表的表头对零；如果检查表头是否对零，重新运行程序，开始进行精度检测。6、精度补偿检检量具的保养方法。答：

3、（1）需要给步距规检测面及其锥孔、并吊起来，如长时间不用，需要用油纸包好 。（2）前后顶尖均匀涂油，如长时间不用，需要用油纸包好 。（3）磁力表座其磁力开关置OFF；长时间不用要拆卸、清洁、上油，并装盒 （4）杠杆百分表实验完后，需用干净棉布清洁后装盒 二、问答题1、说出数控机床安全操作规范。答：（1）严格遵守上课纪律，不迟到，不早退，上课过程中不打闹，坚守岗位。（2）进入数控维修综合实训室前必须按要求穿工作服等劳动保护用品，否则不许进入车间； 禁止戴手套操作机床，若长发要戴帽子或发网。（3）所有实验步骤须在实训教师指导下进行，未经指导教师同意，不许开动机床；未经指导教师确认程序正确

4、前，不许动操作箱上已设置好的“机床锁住”状态键； 机床开动期间严禁离开工作岗位做与操作无关的事情。（4）认真执行岗位责任制,严格遵守操作规程,不作与本职无关的事，严格听从实训指导教师的上课安排,不得善始擅自调换岗位。（5）床头、小刀架、床面不准放置工、量具及其它东西，工作物要夹紧；实验或加工前，需空运行检查主轴及进给速度；启动机床前应检查是否已将板手等工具从机床上拿开。（6）机床运转中，绝对禁止变速。变速必须保证机床完全停止，开关处于“OFF”位置。（7）一旦发生事故,应立即采取措施防止事故扩大,并保护现场。（8）下课前必须清理现场,搞好机床卫生,对设备进行必要的维护保养,切断电源,

5、关闭门窗等。（9）步距规使用前要竖直放在橡胶板上，给两端锥孔和检测面用干净棉布清洁并均匀涂油；架步距规时，以用手可适当转动为宜，不能太松或太紧；步距规不用时需要给检测面均匀涂油并吊起来，如长时间不用，需要用油纸包好。（10）磁力表座使用一定要使用其带光界面部分定位，不测量时要把其磁力开关置OFF；长时间不用要拆卸、清洁、上油，并装盒。（11）杠杆千分表的表头与待测面不要超过夹角15度，若超过需计算补偿值，严禁碰撞表头、表杆，每次实验完后，需用干净棉布清洁后装盒。（12）顶尖装入主轴孔前，芯轴表面及主轴孔内，必须彻底擦拭干净，不得有油污；前后顶尖使用前要用干净棉布清洁并均匀涂油，长时间不用需清洁

6、、上油，并用油纸包好。（13）实行定期维护和保养制度,保证机床安全运行。2、说出叙述数控车床Z轴精度补偿步骤及注意事项。答：步骤一、装顶尖，上步距规注意事项：（1）将顶尖锥面擦拭干净，分别装入主轴锥孔以及尾座锥孔内，并锁紧 （2）Z轴回零，尾座放在离溜板箱30mm间隙处，锁紧尾座，Z轴不能移动 （3）擦拭干净步距规两端顶尖孔上紧步距规，并锁紧尾座套筒 （4）使用干净棉布擦拭顶尖，不要留有油污、灰尘、棉絮等杂质。（5）旋转转入顶尖，保证顶尖和锥孔的同轴度。（6）若Z轴移动，需重新回零。答：步骤二、调整杠杆百分表位置。注意事项：（1）上紧磁力表座的螺母，保证百分表的稳定。（2）使用磁力表座定位面固

7、定磁力表座。（3）用手轻弹百分表表头，看百分表是否正常。（4）严禁碰撞表头、表杆 。（5）调整表头，使表头在接触步距规检测面时，指针在半圈之内跳动。（6）调整百分表位置，使表头沿X轴方向深入步距规8mm左右。步骤三、编写检测程序注意事项：（1）程序编写完要进行空运行，验证程序的可行性。（2）注意检查步距规的间距写入是否正确，另外程序中要让Z轴的正反向都移动相同的数值，在换向时注意消除反向间隙 。（3）调补偿参数界面，所有补偿参数清0。步骤四、杠杠百分表的清零 注意事项：（1）执行程序到P0点，调试表头对零。（2）重行运行程序执行到P0点，检验表头是否对零，如没，继续重新运行对零，直至表头对零成

8、功。步骤五、记录实际测量数值 注意事项：（1）使用单段方式执行程序。（2）百分表读数时，目光要垂直看表盘，避免读数错误。（3）杠杆千分表的表头与检测面不要超过15度夹角，若超过需计算补偿值。步骤六：数据处理，并进行补偿 注意事项：（1）使用数理统计方法计算。（2）使用经验法辅助检验。（3）单向补偿一定要进行反向间隙补偿。（4）注意参数中的补偿单位为m。（5）注意参数补偿点的正反向和实际测量是补偿点的正方向相反。（6）可通过进入和退出PLC界面来实现参数断电保存步骤七：检验精度补偿值注意事项：（1）单向补偿的负方向测量值再次测量的值要求在10m以内。（2）双向补偿再次测量值要求在10m 。3、编

9、写数控车床Z轴精度补偿程序，其中使用P0P5表示输入步距规P0P5点尺寸。 答：数控机床精度补偿例程：%0008 ；文件头G92 X0 Y0 Z0 ；建立临时坐标（应该从参考点位置开始）WHILE TRUE ；循环次数不限，即死循环#1=P1 ；输入步距规P1点尺寸#2=P2 ；输入步距规P2点尺寸#3=P3 ；输入步距规P3点尺寸#4=P4 ；输入步距规P4点尺寸#5=P5 ；输入步距规P5点尺寸G90 G01 X5 F1500; ；X轴正向移动5mmG01 Y15 f1500; ；Y轴正向移动15mm，将表头从步距规测量面上移开N05 X0 ；X轴负向移动5mm后返回测量位置，并消除反向间

10、隙，此时测量系统清零G01 Y0 F300 ；Y轴负向移动15mm，让表头回到步距规测量面 G04 X3 ；暂停3s，记录表针读数G01 Y15 f1500X-#1 ；负向移动，使表头移动到P1点Y0 F300G04 X3 ；暂停3s，测量系统记录数据G01 Y15 F1500; X-#2 ；负向移动，使表头移动到P2点 Y0 F300 G04 X3 G01 Y15 F1500X-#3 ；负向移动，使表头移动到P3点 Y0 F300; G04 X3; G01 Y15 F1500; X-#4 ；负向移动，使表头移动到P4点 Y0 F300; G04 X3; G01 Y15 F1500;X-#5

11、；负向移动，使表头移动到P5点Y0 F300G04 X3 G01 Y15 F1500 X-（#5+5） ；负向移动，使表头移动到X-#5 ；越程后正向移动至P5点Y0 F300 G04 X3 G01 Y15 F1500 X-#4 ；正向移动至P4点Y0 F300 G04 X3 G01 Y15 F1500; X-#3 ；正向移动至P3点Y0 F300; G04 X3; G01 Y15 F1500; X-#2 ；正向移动至P2点 Y0 F300 G04 X3G01 Y15 F1500 X-#1 ；正向移动至P1点Y0 F300 G04 X3 G01 Y15 F1500 X0 ；正向移动至P0点Y0

12、 F300 G04 X3 ENDW ；循环程序尾M02 ；程序结束三、计算题1、某数控车床经过Z轴精度检测后，测得以下5组数据，请对以下数据运用数学统计方法进行处理。要求：1、写出数据处理过程；2、机床位置精度测试记录表填写正确。答：P4P3P2P1P0方向次数-3-13-10-12012022211817-7-18-14-18-922421201412-10-20-17-19-1132418171110-11-21-19-23-12415151397-13-25-20-27-16515121197 机床位置精度测试记录表测量记录机床型号CAK3665SJ机床编号测试轴Z轴补偿状态环境温度25

13、湿度测试者测试日期序号12345目标位置Pi /mm0趋近方向位置偏差Xij（m）j=1234 5017-1218-1021-1322-320-912-1814-1420-1821-724-1110-1911-1717-2018-1024-127-239-1913-2115-1115-167-279-2011-2512-1315数据处理结果单向平均位置偏差m-16标准不确定度Si/m2Si/m-2Si/m+2Si/m单向重复定位偏差Ri-4Si/m反向差值Bi/m双向重复定位精度Ri/m双向平均位置偏差/m标准方向单 向单 向双 向定位精度A/mm00重复定位精度R/mm00平均反向差值/mm

14、计算过程如下：= =( 0-9-11-12-16 )/5=-9.6 同理算得： 、=-16、 =12.2、=16.4、=17.6、 2.标准不确定度：Si=S1=S1=同理算得：S2=3.8 S3 =4.1 S4= 4.4 S5 S2= 3.8 S3= S44 S5：Pi=4SiR1=23.6 R1=16.4 R2=22.4 R2=15.2 R3=16.4 R3=17. 2R4=17.6 R4=16.8 R5=15.6 R54.反向差值：Bi=-B1=-=-20.2 同理算得： Ri=max2Si+2Si +；Ri ；Ri2S1=11.8 2S1=8.2 2S2=11.2 2S2=7.6 2S

15、3=8.2 2S3=8.6 2S4=8.8 2S4=8.4 2S5=7.8 2S5R1= max40.2；23.6 ；16.4 6.双向平均位置偏差：=（+）/2=（+同理算得： = =0.2 =0.9 7.定位精度：A=max（+2Si；+2Si ）-min（-2Si；-2Si ）+2S1=-9.6+11.8=2.2 +2S1=18.8 +2S2=8.6 +2S2+2S3=-7.8 +2S3=25.0 +2S4=10.6 +2S4+2S5=-1 +2S5-2S1=-21.4 +2S1=2.4 -2S2=-31.0 +2S1-2S3=-24.2 +2S3=7.8 -2S4=-28.2 +2S4-2S5=- +2S5=8.重复定位精度：R=max.Ri=(-20.2-32.0-32.4-37.0-28.4)=-302、根据上表中的结果分别用单向补偿和双向补偿方法填写以下两表。位置精度补偿参数表反向间隙（微米）29螺补类型(0-无，1-单向，Z-双向，3,4-扩展)1补偿点数5