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数控机床螺距误差补偿与分析（完整版）实用资料
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・工艺与装备・
文章编号:1001-2265(2021)02-0098-04
组合机床与自动化加工技术
数控机床螺距误差补偿与分析
李继中
(深圳职业技术学院,深圳518055)
摘要:文章通过实例介绍数控机床滚珠丝杆传动机构的螺距误差的测量、补偿依据、补偿方法与操作要
点,以及补偿效果的验证与分析。通过利用英国RENISHAW公司的ML10激光干涉仪对FANUC0i系统数控铣床X轴的螺距误差进行测量、补偿及验证,结果说明,对滚珠丝杆传动机构的反向偏差与螺距误差进行补偿是提高机床精度的一种重要手段。
关键词:滚珠丝杆;螺距误差;反向偏差;补偿;定位精度;激光干涉仪中图分类号:TH16;TG65文献标识码:A
TheCompensationandAnalysisofPitchErrorforNCMachiningTools
LIJi2zhong
(ShenzhenPolytechnic,)
Abstract:
2
2、’2
Keywords:
0引言
目前,机床的传动机构一般均为滚珠丝杆副。当机床几何精度得到保证后,机床轴线的反向偏差与滚珠丝杆的螺距误差是影响机床定位精度与重复定位精度的主要因素,对机床轴线的反向偏差、滚珠丝杆的螺距误差进行补偿能极大地提高机床精度,机床控制系统也对这个两个补偿参量设置了专门的参数,供轴线误差补偿之用,并将其补偿功能作为控制系统的基本控制功能。
1螺距误差的补偿方式
由于加工设备的精度及加工条件的变化影响,滚珠丝杆都存在螺距误差。螺距误差补偿对开环控制系统和半闭环控制系统具有显著的效果,可明显提高系统的定位精度和重复定位精度;对于全闭环控制系统,由于其控制精度高,螺距误差补偿效果不突出,但也可以进行螺距误差补偿,以便提高控制系统的动态特性,缩短机床的调试时间。
螺距误差的补偿分为实时动态补偿与静态均化补偿两种方式。
实时动态补偿也称为在线补偿,是一种借助机床配置的实时位置检测系统所测得的数值控制机床运动轴定位的控制方法。这种补偿方式可显著提高机床的定位精度,但对机床系统的要求较高,机床成本相应增加。
静态均化补偿是这样的一种控制方法:事先将螺距误差的均化值(补偿值)存储在数控系统参数表中,待补偿值生效后,数控系统自动将目标位置的补偿值叠加到插补指令上,均化误差部分,实现螺距误差的补偿,下面主要介绍静态均化补偿法。
2螺距误差补偿的依据与原理

[122]
补偿和双向补偿。
图1中Pi为测量目标点,Pi↑、Pi↓分别为双向趋
收稿日期:2021-09-29;修回日期:2021-10-26
作者简介:李继中(1963—),男,湖南人,深圳职业技术学院高级工程师,副处长,从事数控技术研究,(E-mail)[e-mail]。
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2021年第2期
・工艺与装备・
图1位置偏差
近目标点时的实际位置:
Xi↑=Pi↑-Pi;Xi↓=Pi↓-Pi
Xi↑=
(1)
n
n
∑X
j=1
ij
↑;Xi↓=
n
n
∑X
j=1
ij
↓,式中n=5(2)
(3)(4)
Pi=Pi↑+Xij↑Pi=Pi↓+Xij↓
图2RENISHAWML10激光干涉仪光学组件安装
与光路示意图[11212](测量X轴)
(4)即为机床轴线双向补偿的数学依上述式(3)、
[1]
据。
从上述补偿机理可知,静态均化补偿法实际上是一种借助数控系统控制功能的软件补偿法。

根据数控系统的控制功能,螺距误差的软件补偿涉及到以下几
[324]
个关键变量。
(1)机床轴线的参考点补偿点号;(2)轴线负端最远补偿点号;(3)轴线正端最远补偿点号;(4);(5)。
补偿原理一般是(参考点),以原点为中心设定补偿点,补偿间隔相等,并在补偿间隔的中点执行补偿。由此可以看出,静态均化补偿是一种统计补偿法,是以区间为单位进行补偿的,并不是实时位置点的补偿,与实时在线补偿有本质上的区别。
上述各变量值存储在数控系统的参数中。下面以FANUC0i系统为例,介绍螺距误差补偿的具体执行方法。
(4)按指定间距生成新的补偿数据文件,并传入NC中;
(5)比较补偿前后的测量数据与机床性能。
若未配置自动补偿软件,则必须记录补偿前的补偿数据,NC参数中。
600mm,丝杆螺距,1所示。
10i系统立式铣床X轴
螺距误差补偿参数设置表
参数号
PRM#3620PRM#3621PRM#3621PRM#3623PRM#3624
设定值
202101
说明
对应设置X轴参考点的螺距误差补偿点号设置X轴负方向最远一端的螺距误差补偿点号设置X轴正方向最远一端的螺距误差补偿点号设置X轴螺距误差补偿倍率
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30000X轴螺距误差补偿点