簡介對機床各坐標(biāo)軸的反向偏差、定位精度進行準確測量和補償,可以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,使機床處于最佳精度狀態(tài),從而保證零件的加工質(zhì)量。

隨著我國的飛速發(fā)展,數(shù)控機床作為新一代工作母機,在機械制造中得到廣泛的應(yīng)用,精密加工技術(shù)的迅速發(fā)展和零件加工精度的不斷提高,對數(shù)控機床的精度也提出了更高的要求禁灼。用戶在選購數(shù)控機床時,十分看重機床的位置精度,特別是各軸的定位精度和重復(fù)定位精度管挟。但是這些使用中的數(shù)控機床精度到底如何呢?大量統(tǒng)計資料表明:65.7%以上的新機床,安裝時都不符合其技術(shù)指標(biāo)；90%使用中的數(shù)控機床處于失準工作狀態(tài)弄捕。因此,對機床工作狀態(tài)進行監(jiān)控和對機床精度進行??常的測試是非常必要的,以便及時發(fā)現(xiàn)和解決問題,提高零件加工精度哮独。

目前數(shù)控機床位置精度的檢驗通常采用國際標(biāo)準ISO230-2或國家標(biāo)準GB10931-89等。同一臺機床,由于采用的標(biāo)準不同,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)準察藐。數(shù)控機床的位置標(biāo)準通常指各數(shù)控軸的反向偏差和定位精度皮璧。對于這二者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑。

反向偏差

在數(shù)控機床上,由于各坐標(biāo)軸進給傳動鏈上驅(qū)動部件(如伺服電動機分飞、伺服液壓馬達和步進電動機等)的反向死區(qū)悴务、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)品的加工精度譬猫。如在G01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”的情形讯檐；而在G00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染服。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)軸的反向偏差進行測定和補償别洪。

(1)反向偏差的測定

反向偏差的測定方法:在所測量坐標(biāo)軸的行程內(nèi),預(yù)先向正向或反向移動一個距離并以此停止位置為基準,再在同一方向給予一定移動指令值,使之移動一段距離,然后再往相反方向移動相同的距離,測量停止位置與基準位置之差,如圖1所示。在靠近行程的中點及兩端的三個位置分別進行多次測定(一般為七次),求出各個位置上的平均值,以所得平均值中的最大值為反向偏差測量值菱拙。在測量時一定要先移動一段距離,如圖1中AB段,否則不能得到正確的反向偏差值敏栽。

測量直線運動軸的反向偏差時,測量工具通常采用千分表或百分表,若條件允許,可使用雙頻激光干涉儀進行測量。當(dāng)采用千分表或百分表進行測量時,需要注意的是表座和表桿不要伸出過高過長,因為測量時由于懸臂較長,表座易受力移動,造成計數(shù)不準,補償值也就不真實了团尿。若采用編程法實現(xiàn)測量,則能使測量過程變得更便捷更精確瓦轧。

例如,在三坐標(biāo)立式機床上測量X軸的反向偏差,可先將表壓住主軸的圓柱表面,然后運行如下程序進行測量:

N10G91G01X50F1000；工作臺右移

N20X￡?50袭澎；工作臺左移,消除傳動間隙(圖1的AB段)

N30G04X5够堆；暫停以便觀察

N40Z50；Z軸抬高讓開

N50X￡?50鞭眠；工作臺左移(圖1的BC段)

N60X50吩秫；工作臺右移復(fù)位(圖1的CDE段)

N70Z￡?50；Z軸復(fù)位

N80G04X5抑希；暫停以便觀察

N90M99嘲绷；

需要注意的是,在工作臺不同的運行速度下所測出的結(jié)果會有所不同。一般情況下,低速的測出值要比高速的大,特別是在機床軸負荷和運動阻力較大時唁映。低速運動時工作臺運動速度較低,不易發(fā)生過沖超程(相對“反向間隙”),因此測出值較大紫侵；在高速時,由于工作臺速度較高,容易發(fā)生過沖超程,測得值偏小靠汁。

回轉(zhuǎn)運動軸反向偏差量的測量方法與直線軸相同,只是用于檢測的儀器不同而已蜂大。

(2)反向偏差的補償

國產(chǎn)數(shù)控機床,定位精度有不少>0.02mm,但沒有補償功能。對這類機床,在某些場合下,可用編程法實現(xiàn)單向定位,清除反向間隙,在機械部分不變的情況下,只要低速單向定位到達插補起始點,然后再開始插補加工蝶怔。插補進給中遇反向時,給反向間隙值再正式插補,即可提高插補加工的精度,基本上可以保證零件的公差要求奶浦。

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