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1、工業(yè)技術(shù)l■ChinascienceandTechnologyReview數(shù)控臥式車床精度檢驗(yàn)技術(shù)與補(bǔ)償張顯辰于大海(中捷機(jī)床有限公司)[摘要]數(shù)控機(jī)床作為新一代加工設(shè)備，其在加工中漸漸的占據(jù)生產(chǎn)制造的主導(dǎo)地位，已成為在機(jī)械加工中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其具有普通設(shè)備無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：1．加工精度高。一般可達(dá)到0．005～0．01ram。2．加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。即加工同一批零件，在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好3．?dāng)?shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間，因此生產(chǎn)率高。[關(guān)鍵詞]
2、激光干涉儀、補(bǔ)償、精度、定位誤差、反相間隙、重復(fù)定位中圖分類號(hào)：TH文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-914X(2014)08-0008-01數(shù)控機(jī)床的加工精度，很大的程度上去取決于母機(jī)的精度等級(jí)，因此提高以Z軸為例激光干涉儀RenishawML10數(shù)控機(jī)床的精度顯得尤為重要。由于數(shù)控加工，整個(gè)的加工過(guò)程中都是自動(dòng)進(jìn)補(bǔ)償前給的，人工幾乎不能干預(yù)，所以要求機(jī)床的本身有很高的精度，同時(shí)需要數(shù)控系統(tǒng)能提供各種誤差補(bǔ)償功能，提高零件的加工精度，提高機(jī)床精度有兩種基本方法：誤差防止和誤差補(bǔ)償。誤差防止就是試圖通過(guò)設(shè)計(jì)和制造的途徑消除可能的誤差源，誤
3、差補(bǔ)償就是通過(guò)對(duì)誤差的測(cè)量及對(duì)誤差作用的糾正利用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。j．．善薹鼉一利用激光干涉儀對(duì)數(shù)控機(jī)床精度誤差測(cè)定誤差的測(cè)定就是將數(shù)控機(jī)床某軸的指令位置與高精度位置測(cè)量系統(tǒng)所測(cè)得的實(shí)際位置相比較，計(jì)算出全程上的誤差分布曲線，反應(yīng)在高精度的誤差測(cè)量系統(tǒng)中，數(shù)控系統(tǒng)在控制該軸運(yùn)動(dòng)時(shí)考慮該誤差差值并加以補(bǔ)償。-一～“-在大型數(shù)控臥式車床上我們采用的高精度的位置測(cè)量?jī)x是激光干涉儀，目、前世界上激光干涉儀比較有名的廠商有：英國(guó)的雷尼紹(Relishaw)，美國(guó)的_：～_l¨_一-一“一-光動(dòng)公司(OPtodyne)英國(guó)的安捷倫公司(Agil
4、ent)，我們以RenishawML10，結(jié)合本廠的HTC100290~控臥式車床為例探討激光補(bǔ)償在實(shí)際中的應(yīng)用?！玆enishawML10激光干涉儀系統(tǒng)是由ML10Gold激光發(fā)生和檢測(cè)裝者警，甚船”鬻置，ECO環(huán)境補(bǔ)償裝置，La-ser10測(cè)量分析軟件和測(cè)量鏡組成等，構(gòu)成在檢測(cè)和校準(zhǔn)數(shù)控機(jī)床位置精度中，通常要用到線性鏡組(線性位置精度的測(cè)量)，旋補(bǔ)償后轉(zhuǎn)鏡組(回轉(zhuǎn)位置精度測(cè)量)和旋轉(zhuǎn)鏡(斜軸線性位置精度測(cè)量)對(duì)于臥式車床我§們采用線性鏡組。??、利用RenishawML10激光干涉儀測(cè)量機(jī)床位置精度實(shí)現(xiàn)的過(guò)程和步驟?；如下：1)在數(shù)控
5、機(jī)床正確安裝該高精度位移測(cè)量裝置。鼬_謄2)在整個(gè)行程上每隔一定的距離取一個(gè)位置點(diǎn)作為補(bǔ)償點(diǎn)，(一般來(lái)說(shuō)位置點(diǎn)盡量多點(diǎn)，但不宜太多)3)記錄運(yùn)動(dòng)到各點(diǎn)的實(shí)際精確位置
6、IIII_I一4)將各點(diǎn)處的誤差值標(biāo)出描繪會(huì)在不同的指令位置處的誤差值曲線蜘q謄：董_曩_一5)多次測(cè)量6)分析一系列誤差值的曲線，得到各個(gè)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行各位置點(diǎn)的誤差補(bǔ)償lll_-～一??¨≥?！?l_'__=數(shù)控臥式車床檢驗(yàn)精度要求0I以沈陽(yáng)機(jī)床生產(chǎn)的HTC100290A為例，該大型數(shù)控臥式車床的的檢驗(yàn)精度一般有三個(gè)方面即：a)重復(fù)定位精度(Maximumnegativer
7、elmatabiliW)R，b)鳊一j囊巍?z∞00_J：簍反向差值(Maximumreversalvalue)Bc)定位精度(Bidirectinalaccumy)A定位精度是指在半閉環(huán)系統(tǒng)中，數(shù)控機(jī)床的定位精度在很大的程度上滾珠補(bǔ)償過(guò)程：絲杠的影響，盡管采用了高精度的滾珠絲杠，但是制造誤差總是存在的，而且機(jī)定位補(bǔ)償：機(jī)床行程3m檢測(cè)程序3oN：，每段位移行程為lOOmm，設(shè)定激光床長(zhǎng)期運(yùn)行之后，由于機(jī)械磨損使絲杠螺距誤差增大，要得到超過(guò)滾珠絲杠的補(bǔ)償程序中步長(zhǎng)值(step)設(shè)為100，最大值(max)為3000，最小值為(rdn)o~
8、距精度的運(yùn)動(dòng)精度，必須在數(shù)控系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行螺距補(bǔ)償即定位補(bǔ)償。補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)為1O點(diǎn)。即補(bǔ)償程序中有十段程序。輸入檢測(cè)出的差值進(jìn)行相應(yīng)點(diǎn)補(bǔ)反向差值，在數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)鏈中無(wú)論是鏈傳動(dòng)，還是齒輪傳動(dòng)均存在反償。然后在將參數(shù)32700~為1，再運(yùn)行補(bǔ)償程序。相應(yīng)的數(shù)據(jù)就被系統(tǒng)所識(shí)別并向間隙，這種反向間隙的存在會(huì)造成機(jī)床的工作臺(tái)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，伺服電機(jī)空轉(zhuǎn)生效。而工作臺(tái)實(shí)際不運(yùn)動(dòng)。對(duì)于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床反向間隙的存在會(huì)反向間隙補(bǔ)償：影響機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，從而影響到產(chǎn)品的加工精度，因此需要采集機(jī)床反向間隙數(shù)據(jù)，機(jī)械間隙不應(yīng)超出0．03r
9、am，再進(jìn)行參數(shù)3245O進(jìn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的各坐標(biāo)軸的反向間隙進(jìn)行補(bǔ)償。行相應(yīng)點(diǎn)的間隙補(bǔ)償。HTC100290A為例，該數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)為simens840D系統(tǒng)，只有x軸和z補(bǔ)償前后圖示如上圖。軸
