数控机床精度分析与研究

《数控机床精度分析与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、精度分析与研究任玉珠沈阳职业技术学院110045MM本文分析了彭响ttte机床榆度的因素•提出了谋是彷止和采用软件谋殳补偿法来握高机床精度的册施，阐述了丝杆螺距课1.补俟的具体方法・关*8慫汕i宓.V」.「、滋漆數拉机床；精度;课1.防止;软件课是补俟；分析1•数控机床精度分析数控机床定位楙度是机床的运动部件在数控系统控制F运动所能达到的位黄精度,是数控机床有别于其他普通机床的一项S要精度。-般来讲，就是指机床把刀具的刀尖定位到程序中目标点的准确程度。机床定位精度用误差表示，包括机械传动误差和控制系统误差。定位楮度与机

2、床的几何精度•道对机床的切削楮度产生貶要影响.尤其在孔系加工中对孔距误差具有决定性的影响。因而-台数控机床可以从它的定位梢度來判定其所能加工的精度等级。自1952年世界上第一台数控铳床问世以来，髙精度化就-直是数控机床发展追求的目标。在加匸梢度方面•近10年来，普通级数控机床的加匸精度已由10mm提髙到5mm,精密级加工中心则从3〜5pm,提高到1〜1•5um,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.001mm)o影响数控机床精度的因素很多，如阪动机床坐标轴运动的数控系统■伺服系统、检测系统的误差，进给传动系统如齿轮及

3、滚珠丝杆副的间隙和刚性不够所造成的误差、机床移动部件如导轨等的几何误差.机床热变形所引起的误差、切削载荷变化所引起的误差等。研究表明，几何误差和由热变形引起的误差约占机床总体误差的50%,是影响数控机床精度的主要因素。近年来，与提高机床精度，减少误差相关的各项技术得到了广泛研究，如提高数控机床机械本体中基础大件的结构刚性和热稳定性『采用高分辨率、髙响应性的绝对位置传感技术•实现切削加工的精密检测，采用数字式伺服控制技术，引入现代控制技术如非线性补偿技术，消除机床静摩擦引起的误差<利用数控系统的补偿功能，提高其加匸精度和

4、动态特性，例如轴向运动误差补偿.丝杠螺距误差补偿、齿轮间隙误差补偿、刀貝•磨损误差补偿等.在新一代数控系统中，还开发了具有热补偿.空间课差补偿功能的传感器件和软件.上述方法的采用进一步促进了数控机床梢度的提高。总体而書.减少和消除i吴差，提高数控机床梢度的技术主要分为两大类隈差防止法和误養补偿法。2.数控机床误差防止法误差防止法属干卒前预防，即试图通过制造和设计的途径来消除可能的谋差源。例如通过提髙机床公部件的加工与装配梢度•加大机床系统的刚度(改善机床的结构和材料)以及通过严格控制机械加工环境(如车间的加丄坏境和温升

5、)等方法，是提高机械加工精度的传统方法。误差防止法采用•硬技术S该方法有一个弱点，即机床的性能与造价成儿何级数关系增长。同时，单纯采用误差防止的方法来提高机床的加工精度■在精度达到一定要求后，再提高会十分因难。其原因有两点：①是机床的结构复杂，机械和电子•零部件很多.其中任何零部件的误差均可累计成为机床的总体误差或加工误羞。为控制误差源，对毎一个部件的误差必须严格限制.这往往很难办到且不经济。②加工条件和外部环境在发生不断的.有时是无法预测的变化，导致机床本身的误差和加工误差也会不断的发生变化，要事先预估或预防这些误差

6、是办不到的。因此单纯采用误差预防的策略难于奏效.必须采取更加有效的策略。3、数控机床误差补偿法误差补偿法是利用数控系统的补偿功能，对机床坐标轴上已存在的误差进行补偿，从而提高机床精度的一种方法。它是一种既有效文经济的提高数控机床精度的手段，通过误差补偿技术可在精度不很高的数控机床匕加工出高精度零件，此技术不但可用于新造机床以提高其技术含量.也适合于已有机床的改造以避免以巨资购买高精度机床。误差补偿的实施可由硬件来完成，也可由软件来完成。早期的数控机床采用硬件补偿法.即用机械的方法改变机床的加工刀具与工件的相对位置达到加

7、工误差补偿的目的，该电路的灵活性不够•适用性不强，现在的计算机数控系统大都采用软件进行误差补偿，软件补偿是通过修改数控系统参数或执行补偿指令来实现加工误差的补偿。软件补偿克服了硬件补偿的闲难和缺点，逐渐取代了误差的硬件补偿方法。4、数控机床软件误差补偿在数控机床闵差中，儿何误差和由热变形引起的溟差约占机床总体误差的50%,如果能对儿何谋差和热变形误差进行补偿，则能冇效地提髙数控机床的楕度。山T儿何汉差相对稳定，利用该特性，可对其进行“离线测量S即采用14离线检测・一开环补偿•的技术来加以修正和补偿•使误差减小，达到提髙

8、数控机床梢度的目的9热变形谋差具有随机性,必须采用'‘在线检测一闭坏补偿欄的方法來消除随机误差对机床加匚耕度的影响，该方法需通过测秋仪器实时监测数控机床的温度变化■并快速II•算机床各部分变形误恳动态实时地进行視差补偿。动态补偿法可以获得较佳的补偿效果，是数控机床处有怕途的i吴差补偿方法但緡要较再的技术水平和附加成本。对「•人多数