如何提高數(shù)控機床的精度？

新聞資訊 | 2021-09-26 15:24

　　目前數(shù)控機床位置精度的檢驗通常采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO230-2或國家標(biāo)準(zhǔn)B10931-89等。同一臺機床，由于采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，所得到的位置精度也不相同，因此在選擇數(shù)控機床的精度指標(biāo)時，也要注意它所采用的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)控機床的位置標(biāo)準(zhǔn)通常指各數(shù)控軸的反向偏差和定位精度。對于這二者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑。


　　一、反向偏差


　　在數(shù)控機床上，由于各坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動鏈上驅(qū)動部件(如伺服電動機、伺服液壓馬達(dá)和步進(jìn)電動機等)的反向死區(qū)、各機械運動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標(biāo)軸在由正向運動轉(zhuǎn)為反向運動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙或失動量。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復(fù)定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。如在切削運動時，反向偏差會影響插補運動的精度，若偏差過大就會造成“圓不夠圓，方不夠方”的情形；而在快速定位運動中，反向偏差影響機床的定位精度，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低。同時，隨著設(shè)備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造成運動副間隙的逐漸增大而增加，因此需要定期對機床各坐標(biāo)軸的反向偏差進(jìn)行測定和補償。

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　　二、定位精度


　　數(shù)控機床的定位精度是指所測量的機床運動部件在數(shù)控系統(tǒng)控制下運動所能達(dá)到的位置精度，是數(shù)控機床有別于普通機床的一項重要精度，它與機床的幾何精度共同對機床切削精度產(chǎn)生重要的影響，尤其對孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響。一臺數(shù)控機床可以從它所能達(dá)到的定位精度判出它的加工精度，所以對數(shù)控機床的定位精度進(jìn)行檢測和補償是保證加工質(zhì)量的必要途徑。


　　定位精度的測定


　　目前多采用雙頻激光干涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理，以激光實時波長為測量基準(zhǔn)，所以提高了測試精度及增強了適用范圍。檢測方法如下：


　　a.安裝雙頻激光干涉儀；


　　b.在需要測量的機床坐標(biāo)軸方向上安裝光學(xué)測量裝置；


　　c.調(diào)整激光頭，使測量軸線與機床移動軸線共線或平行，即將光路預(yù)調(diào)準(zhǔn)直；


　　d.待激光預(yù)熱后輸入測量參數(shù)；


　　e.按規(guī)定的測量程序運動機床進(jìn)行測量；


　　f.數(shù)據(jù)處理及結(jié)果輸出。


　　定位精度的補償


　　若測得數(shù)控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必須對機床進(jìn)行誤差補償。常用方法是計算出螺距誤差補償表，手動輸入機床CNC系統(tǒng)，從而消除定位誤差，由于數(shù)控機床三軸或四軸補償點可能有幾百上千點，所以手動補償需要花費較多時間，并且容易出錯。


　　現(xiàn)在通過RS232接口將計算機與機床CNC控制器聯(lián)接起來，用VB編寫的自動校準(zhǔn)軟件控制激光干涉儀與數(shù)控機床同步工作，實現(xiàn)對數(shù)控機床定位精度的自動檢測及自動螺距誤差補償，其補償方法如下：


　　g.備份CNC控制系統(tǒng)中的已有補償參數(shù)；


　　h.由計算機產(chǎn)生進(jìn)行逐點定位精度測量的機床CNC程序，并傳送給CNC系統(tǒng)；


　　i.自動測量各點的定位誤差；


　　j.根據(jù)指定的補償點產(chǎn)生一組新的補償參數(shù)，并傳送給CNC系統(tǒng)，螺距自動補償完成；


　　k.重復(fù)c.進(jìn)行精度驗證。


　　根據(jù)數(shù)控機床各軸的精度狀況，利用螺距誤差自動補償功能和反向間隙補償功能，合理地選擇分配各軸補償點，使數(shù)控機床達(dá)到佳精度狀態(tài)，并大大提高了檢測機床定位精度的效率。


　　定位精度是數(shù)控機床的一個重要指標(biāo)。盡管在用戶購選時可以盡量挑選精度高誤差小的機床，但是隨著設(shè)備投入使用時間越長，設(shè)備磨損越厲害，造成機床的定位誤差越來越大，這對加工和生產(chǎn)的零件有著致命的影響。采用以上方法對機床各坐標(biāo)軸的反向偏差、定位精度進(jìn)行準(zhǔn)確測量和補償，可以很好地減小或消除反向偏差對機床精度的不利影響，提高機床的定位精度，使機床處于佳精度狀態(tài)，從而保證零件的加工質(zhì)量。