基于软件误差补偿提高数控机床线性定位精度的方法与应用.pdf

基于软件误差补偿提高数控机床 线性定位精度的方法与应用 目 录 摘 要1 第 章 概述1 第2章 数控机床线性定位精度测试2 2.1 数控机床精度测试指标2 2.2 数控机床线性定位精度测量2 2.2.1 测量设备2 2.2.2 测量方案3 2.2.3 测量程序编制5 2.2.4测试记录表7 第3章 华亚M600A数控铣床应用实例8 3.1 定位误差分析8 3.2 误差测试10 3.2.1 误差测试步 10 3.2.2 软件误差补偿12 3.3 加工精度改善分析14 结论与展望15 参考文献16 1 摘 要 数控机床线性定位精度是影响产品精度与质量的重要因素。利用软件误差补 偿技术可以在不显著增加设备成本前提下，充分利用现有的生产设备条件，提高 生产质量。本文综合应用一种三轴数控铣床线性定位精度检验补偿方法，利用激 光干涉仪对三轴数控铣床线性定位误差进行测试，并进行统计分析，根据所得误 差测试结果对数控机床实施软件误差补偿，最终提高现有设备的加工精度，并以 机床实例证明。 关键词：数控机床 误差补偿 定位精度 1 第 章 概述 机床与数控技术的结合使得数控机床在现代制造业中占主导地位，数控机床 的精度是机床性能的一项重要指标，它是影响工件加工精度的重要因素。误差是 衡量数控机床精度的重要指标。数控机床的生产者与使用者对数控机床精度要求 的侧重点不同，机床生产者要保证工件的加工精度是很困难的，一般只能保证机 床出厂时的原始制造精度。而使用者只对数控机床的加工精度感兴趣，追求的是 工件加工后的成形精度。 目前，提高数控机床精度有两种途径，一种是误差防止，另一种是误差补偿。 误差防止是保障数控机床加工精度最根本、最有效的手段，这种方式能很好的改 善机床的精度，但是成本比较高，所以在实际生产中很少采用。误差补偿技术的 优点在于，不需要投入大量资金，便可大幅度地提高数控机床的加工精度。因此 特别适用于中小企业的数控机床设备的维修和技术改造。 本文针对数控机床实际生产中的需要，通过软件补偿的方法来对数控机床的 传动误差进行补偿，提高数控机床的加工精度，使得在精度等级稍低的机床上能 够加工出更高精度等级的效果。 现有华亚600A三轴数控铣床（HNC-21M），机龄4年，将其作为实例，运 用本文的方法对其进行定位精度软件误差补偿，以评价方法的有效性。 1 第2章 数控机床线性定位精度测试 2.1 数控机床精度测试指标 数控机床21项精度指标包括3个在名义运动方向的线性定位误差、6个垂 直于名义运动方向的直线度误差、3 个绕 X、Y、Z 的角位移误差（即滚转误差）、 3个摆偏误差、3个俯仰误差和3轴之间的垂直度误差。 图1-1 数控机床精度测试指标 本项目选择数控机床线性定位精度为研究对象，使用激光干涉仪对三轴数控 铣床线性定位精度进行检验，利用软件方法调整机床反向间隙补偿值和螺距误差 补偿值，达到改善数控机床精度的目的。 GB/T17421.1-2000，机床检验通则第 1 部分: 在无负荷或精加工条件下机 [1] 床的几何精度 。 GB/T17421.2-2000，检验通则第 2 部分:数控机床轴线的定位精度和重复定