數(shù)控機床定位精度的補償方法簡述

1、數(shù)控機床定位精度的補償方法簡述北京亞崴技術服務有限責任公司 路寶新    由于機械電子技術的飛速發(fā)展，數(shù)控機床做為一種高精度、高效率、穩(wěn)定性強的自動化加工裝備，已經成為機械行業(yè)必不可少的現(xiàn)代化技術裝置。數(shù)控機床的定位精度是影響其高精度性能的一個重要方面，因而也是數(shù)控機床驗收時的一個重要項目。利用數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能進行調整，可以大大提高數(shù)控機床的定位精度，而電氣控制系統(tǒng)不同，其定位精度的補償方法也不盡相同，本文將以FANUC-0系統(tǒng)和SIEMENS-880系統(tǒng)為例，簡單介紹數(shù)控系統(tǒng)螺距誤差補償?shù)姆椒ā?#160;   

2、螺距誤差補償這項工作應該是在機床幾何精度(床身水平、平行度、垂直度等)調整完成后進行的，這樣可以盡量減少幾何精度對定位精度的影響。另外，進行螺距誤差補償時應使用高精度的檢測儀器(如激光干涉儀)，這樣可以先測量再補償，補償后再測量，并按照相應的分析標準(如VDI3441、JIS6330、GB10931-89等)對測量數(shù)據進行分析，直到達到機床對定位精度的要求范圍。    機床的螺距誤差補償功能包括線性軸和旋轉軸兩種方式，分別可以對直線軸和旋轉工作臺的定位精度進行補償。但有一點需要注意，就是在補償旋轉軸時應注意：在0°360°之間各補償點

3、的補償值總和應為0，以使0°和360°的絕對位置保持一致，否則旋轉軸旋轉角度每超過360°一次，就產生一次累積誤差，從而影響機床的加工精度。另外，螺距誤差補償功能的實現(xiàn)方法又有增量型和絕對型之分。所謂補償就是指通過特定方法對機床的控制參數(shù)進行調整，其參數(shù)調整方法也依各數(shù)控系統(tǒng)不同而各有差異。所謂增量型是指以被補償軸上相領兩上補償點間的誤差差值為依據來進行補償，而絕對型是指以被補償軸上各個補償點的絕對誤差值為依據來進行補償。    FANUC-0數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能是一種增量型補償方法，F(xiàn)ANUC-0數(shù)控系統(tǒng)與螺距誤差補

4、償功能有關的參數(shù)如下：  765432100011       PML2PML1     765432107011       PML2SPML1SPML2和PML1的組合決定誤差補償倍率，它對X、Y、Z和第四軸有效。PML2S和PML1S的含義與PML2和PML1相同，它對第5、第6軸有效。設定的補償值乘以此倍率即 為應補償?shù)恼`差值。PML2(S)PML1(S)補償倍率10×

5、101×210×411×8 0535BKLX0536BKLY0537BKLZ0538BKL47535BKL57536BKL67537BKL77538BKL8    BKLX、BKLY、BKLZ，BKL4BKL8依次為X、Y、Z和第4第8軸的反向間隙補償量，其設定范圍為02550(檢測單位)0712PRSX0713PRSY0714PRSZ0715PRS47713PRS57714PRS6    PRSX、PRSY、PRSZ和PRS4PRS6依次為X、Y、Z和第4第6軸的各螺距誤差

6、補償點間的距離 。其設定范圍為：800099999999   （單位：0.001mm）400099999999（單位：0.0001inch）1000PECORGX2000PECORGY3000PECORGZ4000PECORG45000PECORG56000PECORG6    FANUC-0M系統(tǒng)要求機床各軸的機械坐標參數(shù)考點必須是一個補償點，PECORGX、PECORGY、PE CORGZ和PECORG4PECORG6依次為X、Y、Z和第4第6軸的螺距誤差補償零點的編號。1001X軸第1號補償點的補償值:1128X軸第1

7、28號補償點的補償值:2001Y軸第1號補償點的補償值:2128Y軸第128號補償點的補償值:3001Z軸第1號補償點的補償值:3128Z軸第128號補償點的補償值:4001第4軸第1號補償點的補償值:4128第4軸第128號補償點的補償值:5001第5軸第1號補償點的補償值:5128第5軸第128號補償點的補償值:6001第6軸第1號補償點的補償值:6128第6軸第128號補償點的補償值    FANUC-0M系統(tǒng)規(guī)定各第一號補償點應在各軸負方向最遠端，即補償點的編號從最負端開始，逐一向正方向編號。各補償點補償值的設定范圍為-7+7。 

8、60;  例：某機床X軸(線性軸)行程為-1000mm到0mm，機床參考點設在0mm處。設定螺距誤差補償基準點編號為20(即參數(shù)1000=20，也就是說設定機床參考點在參數(shù)1021處)，螺距誤差補償間隔為100mm(即參數(shù)712=100000)，補償倍率為1(即參數(shù)11位0=0,11位1=0)。    在機床行程負方向補償點號為：    螺距誤差補償點基準編號-(機床在負方向行程/螺距誤差補償間隔)+1=20-(1000/100)+1=11    在機床行

9、程正方向補償點號為：    螺距誤差補償點基準編號+(機床在正方向行程/螺距誤差補償間隔)+1=20+(0/100)+1=21    機床坐標與補償點號對應關系如下：    機床坐標mm - 1000 - 900 - 800 - 300 - 200 - 100 0    補償點號 1011 1012 1013 1018 1019 1020 1021    如果各點誤差值如下：  

10、;  -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0    -3 -5 -2 0 2 3 1 4 2 -1 0    則各點補償值如下：    1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021    -2 3 2 2 1 -2 3 -2 -3 1 0    SI

11、EMENS-880數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能也是一種增量型補償方法，其補償方法與FANUC-0 數(shù)控系統(tǒng)略有不同。FANUC-0系統(tǒng)只能進行單方向補償，而SIEMENS-880系統(tǒng)可以按運行方向進行雙向補償，兩個方向的補償參數(shù)分別設定。FANUC-0系統(tǒng)的補償倍率為1、2、4、8，各點補償值范圍為-7+7，故各點可補償?shù)恼`差范圍為-56+56m，各點可不同；而SIEMENS-880系統(tǒng)的補償倍率(即補償當量)為0100，但各點要么不補，要么補一個正的當量，要么補一個負的當量，故各點可補償?shù)恼`差范圍為-100+100m，但補償當量在同一軸內必須相同。    

12、;SIEMENS-880數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能相關參數(shù)只有在電源重開及參考點返回之后才能生效，具體參數(shù)含義如下：(*代表各軸軸號，0：X軸，1：Y軸，2：Z軸，等等)    NC MD220*背隙補償值。設定范圍：-255+255m。    NCMD316*正方向補償指針，設定范圍：0249(第一伺服CPU)指針是機械坐標參考點 對應的補償點位置。    NC MD320*負方向補償指針，設定范圍：0249(第一伺服CPU)    

13、NC MD324*兩個螺距誤差補償點間距，設定范圍：032000m。    NC MD328*補償當量，即倍率，設定范圍：0100。    NC MD60006999螺距誤差補償點，具體分布如下：    60006249第一個伺服CPU的各軸。    62506499第二個伺服CPU的各軸。    65006749第三個伺服CPU的各軸。    675069

14、99第四個伺服CPU的各軸。MD No.位765432106000補償點4Yes/No +/-補償點3Yes/No +/-補償點2Yes/No +/-補償點1Yes/No +/-6001補償點8Yes/No +/-補償點7Yes/No +/-補償點6Yes/No +/-補償點5Yes/No +/-6002補償點12Yes/No +/-補償點11Yes/No +/-補償點10Yes/No +/-補償點9Yes/No +/-:6248補償點996Yes/No +/-補償點995Yes/No +/-補償點994Yes/No +/-補償點993Yes/No +/-6249補償點1000Yes/No +

15、/-補償點999Yes/No +/-補償點998Yes/No +/-補償點997Yes/No +/-    表中：  -=0    +=1    No=0    Yes=1    每一個機床參數(shù)有8位，每兩位是一個補償點，所以每個參數(shù)可以設定四個補償點，控制器內部規(guī)定只有最右邊的點(位0和位1)能夠被設定為參考點。例如：如果機床某一軸的參考點被設定在793號補償點，則參考點對應

16、的機床參數(shù)號=6000+(793-1)/4=6198 ，即機床參考點下在機床數(shù)據6198，所以機床數(shù)據3160下為6198-6000=198。另外，機床參考點的補償值必須為0，其它點的補償以參考點為依據。例：某機床X軸(線性軸)行程為-35 到205mm，機床參考點設在0mm處，補償點間的距離為10mm，補償當量為1m。則在機床行程負方向補償點個數(shù)為3，在機床行程正方向補償點個數(shù)為20，加上參考點共24個。機床補償參數(shù)設定如下：    NC MD3160=1    NC MD3200=1(正反方向補償曲線重合)    NC MD3240=10000    NC MD3280=1    機床坐標與補償點號對應關系如下：MD No.機床坐標6000-10-20-30