新如何提高数控机床的精度

1、如何提高数控机床的精度随着我国经济的飞速发展，数控机床作为新一代工作母机，在机械制造中已获取广泛的应用,精美加工技术的迅速发展和部件加工精度的不断提高,对数控机床的精度也提出了更高的要求。尽管用户在选购数控机床时，都十分看重机床的地址精度，特别是各轴的定位精度和重复定位精度。但是这些使用中的数控机床精度终究如何呢?大量统计资料表示:65.7%以上的新机床,安装时都不吻合其技术指标；90%使用中的数控机床处于失准工作状态。因此,对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是特别必要的,以便实时发现和解决问题,提高部件加工精度。目前数控机床地址精度的检验平时采用国际标准ISO230-2或国家标

2、准GB10931-89等。同一台机床，由于采用的标准不相同，所获取的地址精度也不相同，因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。数控机床的地址标准平时指各数控轴的反向误差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要路子。一、反向误差在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向缝隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向误差，平时也称反向缝隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床,反向误差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度,从而影响产品的加工精度。如在G01切

3、削运动时,反向误差会影响插补运动的精度,若误差过大就会造成“圆不够圆，方不够方”的状况；而在G00迅速定位运动中，反向误差影响机床的定位精度，使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的地址精度降低。同时，随着设备投入运行时间的增加,反向误差还会随因磨损造成运动副缝隙的逐渐增大而增加,因此需要如期对机床各坐标轴的反向误差进行测定和补偿。（1）反向误差的测定反向误差的测定方法：在所测量坐标轴的行程内,起初向正向或反向搬动一个距离并以此停止地址为基准,再在同一方向恩赐必然搬动指令值，使之搬动一段距离,尔后再往相反方向搬动相同的距离,测量停止位置与基准地址之差，如图1所示。在凑近行程的中点及两端的三个地址分别进

4、行多次测定(一般为七次),求出各个地址上的平均值,以所得平均值中的最大值为反向误差测量值。在测量时必然要先搬动一段距离,如图2中AB段,否则不能够获取正确的反向误差值。测量直线运动轴的反向误差时，测量工具平时采有千分表或百分表，若条件赞同,可使用双频激光干涉仪进行测量。当采用千分表或百分表进行测量时，需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长，由于测量时由于悬臂较长，表座易受力搬动，造成计数严禁，补偿值也就不真实了。若采用编程法实现测量，则能使测量过程变得更便利更精确。比方，在三坐标立式机床上测量X轴的反向误差，可先将表压住主轴的圆柱表面，尔后运行以下程序进行测量：N10G91G01X50F100

5、0；工作台右移N20X50；工作台左移，除掉传动缝隙(图2的AB段)N30G04X5；暂停以便观察N40Z50；Z轴抬高让开N50X-50：工作台左移(图2的BC段)N60X50：工作台右移复位(图2的CDE段)N70Z-50：Z轴复位N80G04X5：暂停以便观察N90M99；需要注意的是，在工作台不相同的运行速度下所测出的结果会有所不相同。一般状况下，低速的测出值要比高速的大,特别是在机床轴负荷和运动阻力较大时。低速运动时工作台运动速度较低，不易发生过冲超程(相对“反向缝隙”)，因此测出值较大；在高速时，由于工作台速度较高，简单发生过冲超程，测得值偏小。辗转运动轴反向误差量的测量方法与直线

6、轴相同，只是用于检测的仪器不相同而已。（2）反向误差的补偿国产数控机床,定位精度有很多0.02mm，但没有补偿功能。对这类机床，在某些场合下，可用编程法实现单向定位，除掉反向缝隙，在机械部分不变的情况下，只要低速单向定位到达插补初步点，尔后再开始插补加工。插补进给中遇反向时,给反向缝隙值再正式插补,即可提高插补加工的精度，基本上能够保证部件的公差要求。对于其他类其他数控机床，平时数控装置内存中设有若干个地址，专供储藏各轴的反向缝隙值。当机床的某个轴被指令改变运动方向时，数控装置会自动读取该轴的反向缝隙值，对坐标位移指令值进行补偿、修正，使机床正确地定位在指令地址上，除掉或减小反向误差对机床精度

7、的不利影响。一般数控系统只有单一的反向缝隙补偿值可供使用，为了兼顾高、低速的运动精度，除了要在机械上做得更好以外，只能将在迅速运动时测得的反向误差值作为补偿值输入，因此难以做到平衡、兼顾迅速定位精度和切削时的插补精度。对于FANUC0i、FANUC18i等数控系统，适用于迅速运动(G00)和低速切削进给运动(G01)的两种反向缝隙补偿可供采用。依照进给方式的不相同，数控系统自动选择使用不相同的补偿值，完成较高精度的加工。将G01切削进给运动测得的反向缝隙值A输入参数NO11851(G01的测试速度可依照常用的切削进给速度及机床特点来决定)，将G00测得的反向缝隙值B输入参数NO11852。需要

8、注意的是，若要数控系统执行分别指定的反向缝隙补偿，应将参数号码1800的第四位(RBK)设定为1；若RBK设定为0，则不执行分别指定的反向缝隙补偿。G02、G03、JOG与G01使用相同的补偿值。二、定位精度数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的地址精度，是数控机床有别于一般机床的一项重要精度，它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响，特别对孔隙加工中的孔距误差拥有决定性的影响。一台数控机床能够从它所能达到的定位精度判出它的加工精度，因此对数控机床的定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的必要路子。1）定位精度的测定目前多采用双频激光干涉仪对机床检测和

9、办理分析，利用激光干涉测量原理，以激光实时波长为测量基准，因此提高了测试精度及增强了适用范围。检测方法以下：安装双频激光干涉仪；在需要测量的机床坐标轴方向上安装光学测量装置（如图2）；调整激秃头，使测量轴线与机床搬动轴线共线或平行，立刻光路预调准直；待激光预热后输入测量参数；按规定的测量程序运动机床进行测量；数据办理及结果输出。（2）定位精度的补偿若测得数控机床的定位误差超出误差赞同范围，则必定对机床进行误差补偿。常用方法是计算出螺距误差补偿表，手动输入机床CNC系统,从而除掉定位误差，由于数控机床三轴或四轴补偿点可能有几百上千点，因此手动补偿需要开销很多时间，并且简单出错。现在经过RS232

10、接口将计算机与机床CNC控制器联接起来，用VB编写的自动校准软件控制激光干涉仪与数控机床同步工作，实现对数控机床定位精度的自动检测及自动螺距误差补偿（如图3），其补偿方法以下：备份CNC控制系统中的已有补偿参数；由计算机产生进行逐点定位精度测量的机床CNC程序,并传达给CNC系统;自动测量各点的定位误差；依照指定的补偿点产生一组新的补偿参数,并传送给CNC系统,螺距自动补偿完成；重复进行精度考据。依照数控机床各轴的精度状况,利用螺距误差自动补偿功能和反向缝隙补偿功能,合理地选择分配各轴补偿点,使数控机床达到最正确精度状态,并大大提高了检测机床定位精度的效率。定位精度是数控机床的一个重要指标。尽管在用户购选时能够尽量优选