数控机床课件作者晏初宏第七章节数控机床的误差补偿功能.pptVIP

尚辅网 / 数控机床 第七章　数控机床的误差补偿功能 第七章　数控机床的误差补偿功能 第一节　齿 隙 补 偿第二节　螺 距 补 偿第三节　计算机数控系统的误差补偿 第一节　齿 隙 补 偿 ① 应能判别运动方向的改变，即在移动部件作反向运动时，发出开始补偿的指令。② 应能控制补偿的脉冲数，即将机械传动的齿隙，换算成脉冲数预先置入，进行定值补偿。预置值可在规定的范围内任意选择，通常为1～15个脉冲。 第一节　齿 隙 补 偿 一、齿隙补偿的判别 数控机床的进给运动一般由伺服驱动元件通过齿轮、滚珠丝杠副等传动件带动数控机床的移动件(如工作台)和刀具之间作相对运动来实现。而工作台和伺服驱动元件之间的传动元件都不可避免地存在着制造误差和装配误差，在误差的影响下将产生间隙，统称为齿隙。当运动换向时，齿隙会引起伺服驱动元件的空走，即出现反向死区。因而，数控机床机械传动链各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成的反向偏差，则称为齿隙误差或反向间隙误差。 图7-1　齿隙补偿判别的典型电路 第一节　齿 隙 补 偿 二、齿隙补偿脉冲数的控制在齿隙补偿时，为避免齿隙补偿信号脉冲与指令进给脉冲发生冲突，以保证加工精度，通常采用“齿补优先”的原则。也就是说，当每次变更机械传动链的指令动作方向时，在发出指令进给脉冲之前，先发出齿隙补偿信号脉冲，即只有当齿隙补偿结束后，才发出指令进给脉冲，允许机械传动链改变方向。在这种情况下，齿隙补偿信号PZB一方面用来打开齿隙补偿脉冲源开关，进行齿隙补偿脉冲进给；另一方面用来锁住运算启动脉冲源，使运算器停止运算，不再发出指令进给脉冲。当齿隙补偿结束后，齿隙补偿信号撤销对运算启动脉冲源的锁定，运算器方可继续工作，进行指令脉冲进给。 第一节　齿 隙 补 偿 图7-2　齿隙补偿脉冲数控制电路 第一节　齿 隙 补 偿 三、指令脉冲和齿隙补偿脉冲混合进给的齿隙补偿方法 在齿隙补偿的过程中，也可以采用指令脉冲和齿隙补偿脉冲混合进给的齿隙补偿方法。在图7?3所示的电路中，由T1～T4四个触发器组成一个四位二进制数减法计数器，它输出的 通过与非门YF1、YF2、YF3、YFA、YFB分别控制指令脉冲和齿隙补偿脉冲的发出与否。 图7-3　指令脉冲和齿隙补偿脉冲混合进给的电路图 第二节　螺 距 补 偿 一、螺距误差补偿的方法螺距误差补偿应该在数控机床的几何精度调整完成后再进行，这样可以尽量减少几何精度对定位精度和重复定位精度的影响。一般情况下，在设计螺距补偿电路前，需先测定出机械进给滚珠丝杠副螺距误差的实际数值。做到先测量再补偿，补偿后再测量，直到满足数控机床对定位精度和重复定位精度的要求范围。图7?4所示是实测的机械进给滚珠丝杠副螺距误差分布曲线，横坐标表示指令进给脉冲数，纵坐标表示数控机床工作台移动部件的移动量。 第二节　螺 距 补 偿 图7-4　螺距误差分布曲线图 第二节　螺 距 补 偿 图7-5　螺距误差补偿原理图 二、螺距误差补偿原理 第二节　螺 距 补 偿 图7-6　螺距误差补偿控制电路和进给脉冲输出控制电路 第二节　螺 距 补 偿 (1)无进给误差补偿　当工作台处于正常运动状态， 电路接收到脉冲分配信号PA后，向步进电动机输出一个控制进给脉冲XCP，随后发出脉冲分配完毕信号使UW＝1，以使运算器能再输出脉冲分配信号PA。(2)工作台移动至某位置需作正补偿　这时要求电路能在一个运算循环期间输出两个控制进给脉冲XCP，使工作台移动两个脉冲当量的距离，以实现正补偿。(3)工作台移动至某位置需作负补偿　这时要求电路能在一个运算循环期间不输出进给控制脉冲XCP，即输出一个PA控制信号时而没有XCP输出，以实现负补偿。(4)用比较电路或软件编程的方法来代替挡块和微动开关　即在进给运动的全行程中，每当累积误差达到单位脉冲当量时，由数控系统发出一个正向或反向的补偿脉冲来实现螺距误差的补偿。 第二节　螺 距 补 偿 三、等间距螺距误差补偿方法目前，大部分数控机床的螺距误差补偿采用的是等间距螺距误差补偿方法(所谓等间距指的是补偿点间的距离是相等的)。等间距螺距误差补偿方法选取机床参考点作为补偿的基准点，机床参考点由反馈系统提供的相应基准脉冲来选择，具有很高的准确度，是数控机床的基本参数之一。等间距螺距误差补偿方法的实现过程和步骤如下:1)选取数控机床的参考点作为补偿的基准点,该点的螺距误差设为零。2)在数控机床上正确安装高精度的位置测量装置。3)在整个行程上，每隔一定距离取一个位置点作为补偿点。4)精确测量这些补偿点的实际位置，多次测量，取平均值。 第二节　螺 距 补 偿 5)补偿值=数控指令值-实际位置值的公式所计算出的各点螺距误差。 图7-7　FANUC系统等间距螺距误差补偿过程的示意图