數(shù)控機(jī)床定位精度的補(bǔ)償方法簡(jiǎn)述

1、數(shù)控機(jī)床定位精度的補(bǔ)償方法簡(jiǎn)述北京亞崴技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司路寶新由于機(jī)械電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 數(shù)控機(jī)床做為一種高精度、 高效率、穩(wěn)定性強(qiáng)的自動(dòng)化加工裝備， 已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)必不可少的現(xiàn)代化技術(shù)裝置。 數(shù)控機(jī)床的定位精度是影響其高精度性能的一個(gè)重要方面， 因而也是數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收時(shí)的一個(gè)重要項(xiàng)目。 利用數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能進(jìn)行調(diào)整， 可以大大提高數(shù)控機(jī)床的定位精度，而電氣控制系統(tǒng)不同，其定位精度的補(bǔ)償方法也不盡相同，本文將以 FANUC-0系統(tǒng)和 SIEMENS-880系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)單介紹數(shù)控系統(tǒng)螺距誤差補(bǔ)償?shù)姆椒āＢ菥嗾`差補(bǔ)償這項(xiàng)工作應(yīng)該是在機(jī)床幾何精度 ( 床身水平、平行度、垂直度等 ) 調(diào)

2、整完成后進(jìn)行的，這樣可以盡量減少幾何精度對(duì)定位精度的影響。另外，進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償時(shí)應(yīng)使用高精度的檢測(cè)儀器 ( 如激光干涉儀 ) ，這樣可以先測(cè)量再補(bǔ)償，補(bǔ)償后再測(cè)量，并按照相應(yīng)的分析標(biāo)準(zhǔn) ( 如 VDI3441、 JIS6330、GB10931-89等) 對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，直到達(dá)到機(jī)床對(duì)定位精度的要求范圍。機(jī)床的螺距誤差補(bǔ)償功能包括線性軸和旋轉(zhuǎn)軸兩種方式， 分別可以對(duì)直線軸和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度進(jìn)行補(bǔ)償。 但有一點(diǎn)需要注意， 就是在補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)注意：在 0 360之間各補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值總和應(yīng)為 0，以使 0和 360 的絕對(duì)位置保持一致，否則旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度每超過 360一次，就產(chǎn)生一次累積誤

3、差，從而影響機(jī)床的加工精度。 另外，螺距誤差補(bǔ)償功能的實(shí)現(xiàn)方法又有增量型和絕對(duì)型之分。 所謂補(bǔ)償就是指通過特定方法對(duì)機(jī)床的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整， 其參數(shù)調(diào)整方法也依各數(shù)控系統(tǒng)不同而各有差異。 所謂增量型是指以被補(bǔ)償軸上相領(lǐng)兩上補(bǔ)償點(diǎn)間的誤差差值為依據(jù)來進(jìn)行補(bǔ)償， 而絕對(duì)型是指以被補(bǔ)償軸上各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)的絕對(duì)誤差值為依據(jù)來進(jìn)行補(bǔ)償。FANUC-0數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能是一種增量型補(bǔ)償方法，F(xiàn)ANUC-0數(shù)控系統(tǒng)與螺距誤差補(bǔ)償功能有關(guān)的參數(shù)如下：765432100011PML2PML1765432107011PML2SPML1SPML2和 PML1的組合決定誤差補(bǔ)償倍率，它對(duì)X、 Y、Z 和第四軸有效

4、。PML2S和 PML1S的含義與 PML2和 PML1相同，它對(duì)第 5、第 6 軸有效。設(shè)定的補(bǔ)償值乘以此倍率即 為應(yīng)補(bǔ)償?shù)恼`差值。PML2(S)PML1(S)補(bǔ)償倍率1010121041180535BKLX0536BKL Y0537BKLZ0538BKL47535BKL57536BKL67537BKL77538BKL8BKLX、BKLY、BKLZ，BKL4BKL8依次為 X、Y、Z 和第 4第 8 軸的反向間隙補(bǔ)償量，其設(shè)定范圍為02550( 檢測(cè)單位 )0712PRSX0713PRSY0714PRSZ0715PRS47713PRS57714PRS6PRSX、 PRSY、PRSZ和 PRS

5、4PRS6依次為 X、Y、Z 和第 4第 6 軸的各螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)間的距離 。其設(shè)定范圍為：8000 99999999（單位： 0.001mm）4000 99999999（單位： 0.0001inch ）1000PECORGX2000PECORGY3000PECORGZ4000PECORG45000PECORG56000PECORG6FANUC-0M系統(tǒng)要求機(jī)床各軸的機(jī)械坐標(biāo)參數(shù)考點(diǎn)必須是一個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，PECORGX、PECORGY、PE CORGZ和 PECORG4PECORG6依次為 X、Y、Z 和第 4第6 軸的螺距誤差補(bǔ)償零點(diǎn)的編號(hào)。1001X 軸第 1 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:1128X 軸

6、第 128 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:2001Y 軸第 1 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:2128Y 軸第 128 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:3001Z 軸第 1 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:3128Z 軸第 128 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:4001第 4 軸第 1 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:4128第 4 軸第 128 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:5001第 5 軸第 1 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:5128第 5 軸第 128 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:6001第 6 軸第 1 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:6128第 6 軸第 128 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值FANUC-0M系統(tǒng)規(guī)定各第一號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)在各軸負(fù)方向最遠(yuǎn)端，即補(bǔ)償點(diǎn)的編號(hào)從最負(fù)端開始，逐一向正方向編號(hào)。各補(bǔ)償點(diǎn)補(bǔ)償值的設(shè)定范

7、圍為-7 +7。例：某機(jī)床 X 軸 ( 線性軸 ) 行程為 -1000mm到 0mm，機(jī)床參考點(diǎn)設(shè)在 0mm 處。設(shè)定螺距誤差補(bǔ)償基準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)為 20( 即參數(shù) 1000=20，也就是說設(shè)定機(jī)床參考點(diǎn)在參數(shù) 1021 處) ，螺距誤差補(bǔ)償間隔為 100mm(即參數(shù) 712=100000)，補(bǔ)償倍率為 1( 即參數(shù) 11 位 0=0,11 位 1=0) 。在機(jī)床行程負(fù)方向補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)為：螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)基準(zhǔn)編號(hào)-( 機(jī)床在負(fù)方向行程 / 螺距誤差補(bǔ)償間隔 )+1=20-(1000/100)+1=11在機(jī)床行程正方向補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)為：螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)基準(zhǔn)編號(hào)+( 機(jī)床在正方向行程 / 螺距誤差補(bǔ)償間隔 )+1=2

8、0+(0/100)+1=21機(jī)床坐標(biāo)與補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：機(jī)床坐標(biāo) mm - 1000-900-800-300-200-1000補(bǔ)償點(diǎn)號(hào) 1011 10121013 1018 1019 1020 1021如果各點(diǎn)誤差值如下：-1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0-3-5-2023142-10則各點(diǎn)補(bǔ)償值如下：1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021-23221-23-2-310SIEMENS-880數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能也是一種增量型補(bǔ)償方法，其補(bǔ)償方法與

9、 FANUC-0 數(shù)控系統(tǒng)略有不同。 FANUC-0系統(tǒng)只能進(jìn)行單方向補(bǔ)償，而 SIEMENS-880系統(tǒng)可以按運(yùn)行方向進(jìn)行雙向補(bǔ)償， 兩個(gè)方向的補(bǔ)償參數(shù)分別設(shè)定。FANUC-0系統(tǒng)的補(bǔ)償倍率為 1、2、4、8，各點(diǎn)補(bǔ)償值范圍為 -7 +7，故各點(diǎn)可補(bǔ)償?shù)恼`差范圍為 -56 +56 m，各點(diǎn)可不同；而 SIEMENS-880系統(tǒng)的補(bǔ)償倍率 ( 即補(bǔ)償當(dāng)量 ) 為 0100，但各點(diǎn)要么不補(bǔ)，要么補(bǔ)一個(gè)正的當(dāng)量，要么補(bǔ)一個(gè)負(fù)的當(dāng)量，故各點(diǎn)可補(bǔ)償?shù)恼`差范圍為 -100 +100 m，但補(bǔ)償當(dāng)量在同一軸內(nèi)必須相同。SIEMENS-880數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能相關(guān)參數(shù)只有在電源重開及參考點(diǎn)返回之后才

10、能生效，具體參數(shù)含義如下： (* 代表各軸軸號(hào)， 0：X 軸，1：Y軸， 2：Z 軸，等等 )NC MD220*背隙補(bǔ)償值。設(shè)定范圍：-255 +255 m。NCMD316*正方向補(bǔ)償指針，設(shè)定范圍： 0 249( 第一伺服 CPU)指針是機(jī)械坐標(biāo)參考點(diǎn) 對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償點(diǎn)位置。NC MD320*負(fù)方向補(bǔ)償指針，設(shè)定范圍：0249( 第一伺服 CPU)NC MD324*兩個(gè)螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)間距，設(shè)定范圍：0 32000m。NC MD328*補(bǔ)償當(dāng)量，即倍率，設(shè)定范圍：0 100。NC MD6000 6999 螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)，具體分布如下：6000 6249 第一個(gè)伺服 CPU的各軸。6250 6499

11、 第二個(gè)伺服 CPU的各軸。6500 6749 第三個(gè)伺服 CPU的各軸。6750 6999 第四個(gè)伺服 CPU的各軸。位MD No.76543210補(bǔ)償點(diǎn) 4補(bǔ)償點(diǎn) 3補(bǔ)償點(diǎn) 2補(bǔ)償點(diǎn) 16000Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn) 8補(bǔ)償點(diǎn) 7補(bǔ)償點(diǎn) 6補(bǔ)償點(diǎn) 56001Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn) 12補(bǔ)償點(diǎn) 11補(bǔ)償點(diǎn) 10補(bǔ)償點(diǎn) 96002Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-:補(bǔ)償點(diǎn) 996補(bǔ)償點(diǎn) 995補(bǔ)償點(diǎn) 994補(bǔ)償點(diǎn) 9936

12、248Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn) 1000補(bǔ)償點(diǎn) 999補(bǔ)償點(diǎn) 998補(bǔ)償點(diǎn) 9976249Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-Yes/No +/-表中：-=0+=1No=0Yes=1每一個(gè)機(jī)床參數(shù)有 8 位，每?jī)晌皇且粋€(gè)補(bǔ)償點(diǎn)， 所以每個(gè)參數(shù)可以設(shè)定四個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，控制器內(nèi)部規(guī)定只有最右邊的點(diǎn) ( 位 0 和位 1) 能夠被設(shè)定為參考點(diǎn)。例如：如果機(jī)床某一軸的參考點(diǎn)被設(shè)定在 793 號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)，則參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)床參數(shù)號(hào) =6000+(793-1)/4=6198 ，即機(jī)床參考點(diǎn)下在機(jī)床數(shù)據(jù) 6198，所以機(jī)床數(shù)據(jù) 3

13、160 下為 6198-6000=198。另外，機(jī)床參考點(diǎn)的補(bǔ)償值必須為 0，其它點(diǎn)的補(bǔ)償以參考點(diǎn)為依據(jù)。例：某機(jī)床 X 軸( 線性軸 ) 行程為 -35 到 205mm，機(jī)床參考點(diǎn)設(shè)在 0mm處，補(bǔ)償點(diǎn)間的距離為 10mm，補(bǔ)償當(dāng)量為 1m。則在機(jī)床行程負(fù)方向補(bǔ)償點(diǎn)個(gè)數(shù)為 3，在機(jī)床行程正方向補(bǔ)償點(diǎn)個(gè)數(shù)為 20，加上參考點(diǎn)共 24 個(gè)。機(jī)床補(bǔ)償參數(shù)設(shè)定如下：NC MD3160=1NC MD3200=1(正反方向補(bǔ)償曲線重合)NC MD3240=10000NC MD3280=1機(jī)床坐標(biāo)與補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：MD No.機(jī)床坐標(biāo)6000-10-20-30-4060013020100(Ref)60027060