数控机床误差与补偿ppt课件.ppt

第八章数控机床误差与补偿

8.1概述
8.2几何误差补偿
8.3热误差补偿
8.4间隙误差补偿
8.5摩擦误差补偿
8.6伺服参数优化精度是机床的基础，提高数控机床的精度首先是提高机床各部件的机械精度和动态性能，但机械精度提高到一定程度后就很难再提高了，或者成本太高难以应用。
通过数控系统对误差进行补偿是有效的途径，使用误差补偿技术可以很小的代价获得“硬技术’难以达到的精度水平和动态性能。一、机床误差的分类1、几何误差和热误差补偿原理
几何误差和热误差属于静态或准静态误差，因此可通过修正插补指令来实现，方法为：2、间隙和摩擦误差补偿原理
由于间隙和摩擦误差宏观表现和补偿过程有很多相似之处，故经常放在一起。3、动态误差补偿原理
动态误差的产生是机床运行时，由于伺服系统控制参数不合理或机械系统扰动造成的，因此补偿必须通过伺服参数优化来解决，伺服参数包括位置和速度前馈参数，位置环、速度环和电流环控制参数，以及速度和电流滤波参数等。8.1概述
8.2几何误差补偿
8.3热误差补偿
8.4间隙误差补偿
8.5摩擦误差补偿
8.6伺服参数优化一、几何误差分析与建模1）沿X轴移动时，
线性位移误差δx(x)、Y向直线度误差δy(x)、Z向直线度误差δz(x)、滚转误差εx(x)、偏摆误差εy(x)和俯仰误差εz(x)；2.几何综合误差建模根据矢量变换原理，将几何综合误差模型分解到各个轴上。首先利用测量得到的数据建立补偿表文件(文本文件)，系统启动时将补偿表文件读入数控系统，建立补偿数组。机床返回参考点后，利用查表+线性插值等方法，在每个插补周期对插补指令进行修正。几何误差补偿方法原理图8.1概述
8.2几何误差补偿
8.3热误差补偿
8.4间隙误差补偿
8.5摩擦误差补偿
8.6伺服参数优化数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology三、热误差建模数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology8.1概述
8.2几何误差补偿
8.3热误差补偿
8.4间隙误差补偿
8.5摩擦误差补偿
8.6伺服参数优化一、间隙产生原因及影响二、间隙误差的测量三、间隙误差的补偿当D较大时，会造成电机加速度过大，系统不平稳，产生振荡；控制器产生饱和现象；产生跟随误差。间隙补偿过程中，补偿量的符号会在反向点处发生变化，因此准确地判断反向点至关重要。
根据数控系统内部提供的位置插补命令，可以准确判断反向点。
当前插补周期的位置命令为yi，上一插补周期的位置插补命令为yi-1；
=yi-yi-1
>0工作台正向运动;<0,工作台负向运动
=0反向点处工作台短时间内静止。
若的符号由>=变为<，或由<=变为>
则认为发生反向，该点可以认为是反向点。仿真实验结果对比：
补偿前，编码器位置信号轮廓精度较好，光栅位置信号轮廓误差较大
补偿后，光栅位置信号误差较小8.1概述
8.2几何误差补偿
8.3热误差补偿
8.4间隙误差补偿
8.5摩擦误差补偿
8.6伺服参数优化工作台低速运动时，静摩擦占主导地位。
工作台速度较高时，体现为与方向相关的库仑摩擦和与速度相关的粘性摩擦(阻尼)。
两者之间呈现剧烈的非线性特性。二、摩擦误差产生原因二、摩擦误差产生原因三、减小摩擦误差的方法1)摩擦补偿原理
在机床反向处的短暂时间内，向各控制环施加补偿量，增加电机转矩以克服摩擦力。补偿量施加的位置有：
位置环：施加位置校正量，系统响应较慢，动态特性较差；
速度环：施加速度校正量，增加电机输出扭矩，效果较好；
电流环：施加电流补偿量，直接校正扭矩，抗干扰能力差；2)摩擦补偿方法3)摩擦补偿实验论证Gf8.1概述
8.2几何误差补偿
8.3热误差补偿
8.4间隙误差补偿
8.5摩擦误差补偿
8.6伺服参数优化一、基本概念二、伺服参数优化方法三、西门子840D系统的伺服参数优化三、西门子840D系统的伺服参数优化优化前球杆仪测试结果