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学术论文
RESEARCH
数控机床螺距误差分析与补偿
NCMachinePitchErrorAnalysisandCompensation
西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室袁林李海滨中国电子科技集团公司第三十九研究所设备保障科技术室杨静
[摘要]本课题对数控机床丝杠的结构及工作原理，以及数控机床的螺距误差对生产的影响进行阐述，并对各种螺距误差情况进行了分析与补偿，较全面地总结了螺距误差的各种情况。对有效改善机床定位精度和加工精度,以及数控机床的维护和合理使用具有重要的参考意义。
关键词：丝杠螺距误差误差补偿定位精度[ABSTRACT]ThestructureofNCmachine,theworkingprinciple,andNCmachinepitcherroronproduc-tionaredescribed,avarietyofpitcherrorcompensationcasesareanalyzedandcompensated.Howtocompensatetheappropriatepitchissuggested,comprehensivesum-maryofthevarioussituationsofpitcherrorismade.Thepositioningaccuracyandprecisionmachinetoolsareim-proved,itisanimportantpracticalsignificanceforNCma-chinetoolmaintenanceandrationaluseofreference.Andanexampleofapplicationiscarriedout.
Keywords:ScrewPitcherrorErrorcompen-sationPositionaccuracy现今制造业中，数控机床以其自身具有的优势得到空前地发展，发挥着巨大的作用，极大地影响了国民经济。数控机床集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性等特点，是当代机械制造业的主流装备[1]。按照数控机床故障频率的高低，机床的使用期可分为3个阶段，即初始运行期（早期故障期）、相对稳定运行期（偶发故障期）和衰老期（耗损故障期），故障发生规律如图1所示。
初始运行期：数控机床整机安装调试后运行一年左右的时间被称为早期故障期，这段时间机床的故障率相对较高。
相对稳定运行期：机床经过了早期故障期后进入偶发故障期，也被称为相对稳定期（一般为7~10年），此阶段机床仍然有故障发生，但故障频率相对减少。
衰老期：机床经过了偶发故障期进入衰老期，这段时间由于机床的磨损、电器元器件品质下降，数控机床
故障率
规定
故障率
早期故障期
偶发故障期
时间耗损故障期
图1故障发生规律曲线Fig.1Curveoffaultoccuring
的故障率又开始升高。
滚珠丝杠作为数控机床承载运动的部件，其故障发生的规律也大致符合该故障发生规律。
数控机床的定位精度是机床各个坐标轴在数控系统控制下达到的位置精度。根据实测的定位精度数值，可以判断机床在加工中所能达到的最好加工精度。同时数控机床各轴运动的准确程度，决定数控机床的定位精度,对数控加工质量至关重要。
国际标准化组织于1998年批准了“数控机床位置精度的评定”的有关标准(ISO230-2:1998)；我国制定的“数字控制机应酬位置精度的评定方法”(GB10931-89)都对其有明确的要求[2]。现今的数控机床在检测精度时基本上都采用激光干涉仪对数控定位精度进行测量，以此来满足现今国内机床的精度要求。在测量机床的螺距误差和进行反向间隙误差补偿时，必须要专业的人员进行操作。
1滚珠丝杠的特点与工作原理
1.1滚珠丝杠的特点
滚珠丝杠对性能的要求很严格，如需要传动可靠性高，摩擦损失小，传动效率高等。在机床各轴运行中，必须保证丝杠做工细腻，才能使其光滑、反应灵敏，从而实现机床的高精度（精度为η=0.92~0.96）。同时在对丝杠施加预紧力后，只有确保消除轴向的间隙，才能保证小的反向误差和高定位精度的实现。
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航空制造技术·2021年第8期
RESEARCH
学术论文
1.2滚珠丝杠的结构及工作原理（1）按滚珠丝杠的传动形式可分为：丝杠转动传动和螺母转动传动。
丝杠转动传动：就是丝杠转动，丝杠带动螺母并将其固定在工作台上，使工作台移动。此种传动方式大多在机床丝杠行程较短的情况下使用。这种类型安装方式是比较常见的，如普通的数控车床，铣床。
螺母转动传动：电机和螺母被做成一体，电机带动螺母在丝杠上进行运动，由此带动机床运