CNC数控机床误差补偿系统及位置精度评定.pdfVIP

文章编号: 1001- 2265( 2006) 07- 0040- 02 收稿日期: 2006- 01- 20;修回日期: 2006- 03- 08 * 基金项目:教育部世界银行贷款资助项目 ( A003015000401) 作者简介:张军 ( 1960 ) ,长春人,吉林大学机械科学及工程学院工程师, ( E - m ail) student@ s ina. com。 CNC数控机床误差补偿系统及位置精度评定 张军, 吴则鹏 (吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130025) 摘要:提出一种低成本基于步距规的误差补偿系统, 该系统可以实现普通精度级数控机床位置精度评 定,并通过软件自动修改误差补偿表。使机床精度得以强化, 运用该系统可使机床各轴定位精度从 0. 150~ 0. 400mm 升级到 0. 030 ~ 0. 050mm。螺距反向间隙从 0. 020 ~ 0. 040mm 升级到 0. 005 ~ 0. 009mm。 关键词: CNC; 步距规; 定位精度; 误差补偿 中图分类号: TG659 文献标识码: A Position Error Compensation andM ethod ofP osition AccuracyDeterm ination of CNCM achine Tools ZHANG Jun, WU Zhe-peng ( Co llege ofM echan ica lEng ineering, Jilin Un iversity, Changchum 130025, China) Abstract: A method for accuracy determ ination and repeatability o f position ing o fmedium-accuracy numerica lly contro lledm ach ine too ls based on step gaugew as proposed. In the system, an auto-dev iation measurement and auto backlash erro r compensat ion w ere developed. The position accuracy w ent up from 0. 150~ 0. 400mm to 0. 030~ 0. 050mm, and the back lash error from 0. 020~ 0. 040mm to 0. 005~ 0. 009mm after the compensation. The resu lts w ere verified through tests. Key words: CNC; stop gauge; ax is-accuracy; error compensation 0 引言 数控机床的位置精度高低, 决定数控机床各轴运 动的准确程度, 对数控加工质量的优劣至关重要。国 际标准化组织于 1998年批准了 数控机床位置精度的 评定 的有关标准 ( ISO230- 2: 1998) ,我国在 数字控 制机应酬位置精度的评定方法 ( GB10931- 89)都对 其有明确的要求。在数控机应酬机电联调、验收、周期 性维护等过程中都需要对位置精度进行评定, 其他突 发事件导致机床运行不平稳等也需对其进行测试, 调 研表明,很多机床生产厂家, 可以年产数千台普通机 床,但却无法提高数控机床的生产能力, 其瓶颈就是机 电联调。日前, 激光干涉仪被广泛用来进行数控机床 位置精度的测量,激光干涉仪操作复杂, 需专门的技术 人员,完成一台机床的测试, 常常需要几天时间, 而且 也不适宜在现场使用, 并且价格昂贵 [1]。对于普通精 度级的机床,也不需要如此高精度的检测仪器。虽然 国内在这方面也作了些工作, 但还没有达到普遍实用, 也不能自动进行螺距误差的补偿 [ 2- 3]。本系统可以在 50m in内完成对三轴数控机应酬位置精度的评价, 同时 生成相应的数控系统螺距误差补偿文件, 进行误差补 偿,使机床精度实现软升级。 1 位置精度评价 本系统考虑到目前各生产厂家实际需要,可支持 两种机床评价标准 GB10931 - 89和 JIS标准, 以 GB10931- 89为例, 位置精度的考核由定位精度 A ( bidirect iona l accuracy of position ing ), 重复定位精度 R ( repeatab ility o f position ing o f an ax is)和反向偏差 B ( reversal va lue of an ax is)三项来决定, 位置