数控机床传动反向间隙的测量与补偿

1、数控机床传动反向间隙的测量与补偿摘要：传动反向间隙的存在会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而造成零件的加工误差,需要定期对机床各坐标轴的反向偏向进展测定和补偿。本文主要阐述经济型数控机床的传动反向间隙的测量和补偿。关键词：传动反向间隙测量补偿随着机械制造技术的不断开展，由于数控技术的优越性，数控机床的普及率逐年上升。数控技术特别适用于加工精度高、几何形状复杂、尺寸繁多、改型频繁的中小批量的机械零件消费。就我国目前制造业的技术程度及经济开展状况而论，经济型数控机床是比拟合适我国企业及相关行业使用的，因此当前此类机床的占有率较高。但这类数控机床多数属于开环或半闭环伺服系统，这两种控制方式都不

2、能像带有直线位移检测反应装置的全闭环伺服系统一样对机床的机械传动局部进展有效的补偿。这样，反向间隙的存在就影响到机床的定位精度和重复定位精度，反映到工件上就会造成加工误差。因此解决好由于机械间隙带来的加工误差问题，是保证加工质量的重要环节。一、传动反向间隙的不利影响数控机床机械间隙误差，是指从机床运动链的首端至执行件全程由于机械间隙而引起的综合误差，误差来源于电机轴与齿轴由于键联引起的间隙、齿轮副间隙、齿轮与丝杠间由键联接引起的间隙、联轴器中键联接引起的间隙、丝杠螺母间隙等。机床反向间隙误差，是指由于机床传动链中机械间隙的存在，机床执行件在运动过程中从正向运动变为反向运动时，执行件的运动量与理

3、论值(编程值)存在误差，最后反映为叠加至工件上的加工精度的误差。如在G01切削运动时，反向偏向会影响插补运动的精度，假设偏向过大就会造成圆不够圆，方不够方的情形；而在G00快速定位运动中，反向偏向影响机床的定位精度，使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。这样的反向间隙假设数值较小，对加工精度影响不大，那么不需要采取任何措施；假设数值较大，那么系统的稳定性明显下降，加工精度明显降低,尤其是曲线加工，会影响到尺寸公差和曲线的一致性，此时必须进展反向间隙的测定和补偿。同时，随着设备投入运行时间的越来越长，反向偏向还会随着因磨损造成的运动副间隙的逐渐增大而增加，因此需要定期对机床各坐标轴的反向

4、偏向进展测定和补偿。二、传动反向间隙的测量为了减小传动反向间隙对机床精度的影响，可以采取调整和预紧的方法来减小间隙，但机械传动间隙是不能完全被消除的。为了更好地消除误差，现代数控系统提供了传动反向间隙软补偿方式，以尽可能减小传动反向间隙对零件加工精度的影响，即通过测量获得传动反向间隙值，将此数值存储在数控系统相应的参数中，此后每当数控机床反向运动时，数控系统便会控制伺服电动机多走一段间隔 ，这个间隔 就等于输入到系统中的传动反向间隙值，从而近似补偿了传动反向间隙误差。1.手动测量下面以测量机床的Z向反向传动间隙为例：1手动方式操作机床向Z轴正向挪动一个间隔 。2将带有杠杆百分表的表架安装在机床

5、导轨上，表头指向溜板侧面，表针盘面置零(即以此点为基准)。3使用点动进给方式或者手轮方式，操作机床向Z轴在同一方向挪动一段间隔 (即与刚刚挪动方向一样)。4然后再向Z轴负方向挪动一样的间隔 。5观察停顿位置与基准位置之差。分两种情况：一是指针未发生变化,那么反向间隙为正值，使用点动进给方式或者手轮方式操作机床向Z轴负方向挪动，记录挪动间隔 直至百分表指示值变化，此时反向间隙为车床挪动的间隔 与百分表示值之差；二是百分表指针发生变化，那么反向间隙为负值，反向间隙为百分表示值。6X向传动反向间隙值的测量与Z向传动反向间隙值的测量一样。7为防止单次测量的偶尔性误差，在靠近行程的中点及两端的三个位置分

6、别进展屡次测定(一般为7次)，求出各个位置上的平均值，以所得平均值中的最大值为反向间隙测量值。需要注意的是，在测量时一定要先挪动一段间隔 ，否那么不能得到正确的反向偏向值。2.编程测量假设采用编程法测量，那么能使测量过程变得更便捷、准确。例如在SINUERIK802机床上测量Z轴的反向间隙，可先将百分表安装在机床导轨上，然后运行如下程序进展测量：N10G91G01Z50F0.5；工作台右移N20Z-50；工作台左移N30G04F5；暂停以便观察三、考前须知一是在测量时一定要先挪动一段间隔 ，否那么不能得到正确的反向偏向值。二是测量直线运动轴的反向间隙时，测量工具通常采用千分表或百分表，假设条件

7、允许，可使用双频激光干预仪进展测量。当采用千分表或百分表进展测量时，需要注意的是表座和表杆不要伸出过高、过长，因为测量时假设悬臂较长，表座易受力挪动，造成计数不准，补偿值也就不准确了。三是在工作台不同的运行速度下所测出的结果会有所不同。一般情况下，低速时的测出值要比高速时大，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(相对反向间隙)，因此测出值较大；在高速时，由于工作台速度较高，容易发生过冲超程，测得值偏校因此我们在测量时应尽可能低速。四、在数控系统中对补偿值的输入针对数控机床自身的特点及使用要求，一般的数控系统都具有常用的补偿功能，如对刀点位置偏向补偿

8、、刀具半径补偿、刀位半径补偿、机械反向间隙参数补偿等各种自动补偿功能。其中机械反向间隙参数补偿法是目前开环、半闭环系统常用的方法之一。这种方法的原理是通过实测机床反向间隙误差值，利用机床控制系统中设置的系统参数来实现间隙误差的自动补偿。因此只要输入有限的几个间隙值就可以补偿所有加工过程中的间隙误差，此方法简单易行，对加工程序的编写也没有影响。1.SINUERIK802数控系统在机床数据32450($ABAKLASH)中输入系统的传动间隙软件补偿值，如图1所示。2.FANUiATETB数控系统在参数1851(BAKIASH)的X、Z中分别输入间隙补偿值即可(单位为0.001)，如图2所示。更复杂的传动间隙软件补偿操作请参见详细的机床说明书。五、结语在机床出厂前，厂家已测量了进给系统的间隙值，并进展了补偿，但是机床在长期使用后，由于磨损等原因，补偿量就不适当了，势必对工件的加工精度造成