数控机床螺距误差分析与补偿.docx

数控机床螺距误差分析与补偿NC Machine Pitch Error Analysis and Compensation西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室中国电子科技集团公司第三十九研究所设备保障科技术室袁杨林静李海滨本课题对数控机床丝杠的结构及工作原[ 数控机床螺距误差分析与补偿 NC Machine Pitch Error Analysis and Compensation 西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 中国电子科技集团公司第三十九研究所设备保障科技术室 袁 杨 林 静 李海滨 本课题对数控机床丝杠的结构及工作原 [ 摘要] 故障率 理，以及数控机床的螺距误差对生产的影响进行阐述， 并对各种螺距误差情况进行了分析与补偿，较全面地总 结了螺距误差的各种情况。对有效改善机床定位精度 和加工精度 , 以及数控机床的维护和合理使用具有重 要的参考意义。 规定 故障率 时间 关键词：丝杠 [ABSTRACT] 螺距误差 误差补偿 定位精度 The structure of NC machine, the 早期 故障期 偶发故障期 耗损故障期 working principle, and NC machine pitch error on produc- tion are described, a variety of pitch error compensation cases are analyzed and compensated. How to compensate the appropriate pitch is suggested, comprehensive sum- mary of the various situations of pitch error is made. The positioning accuracy and precision machine tools are im- proved, it is an important practical significance for NC ma- chine tool maintenance and rational use of reference. And an example of application is carried out. Keywords: Screw Pitch error Error compen- sation Position accuracy 图1 故障发生规律曲线 Fig.1 Curve of fault occuring 的故障率又开始升高。 滚珠丝杠作为数控机床承载运动的部件，其故障发 生的规律也大致符合该故障发生规律。 数控机床的定位精度是机床各个坐标轴在数控系 统控制下达到的位置精度。根据实测的定位精度数值， 可以判断机床在加工中所能达到的最好加工精度。同 时数控机床各轴运动的准确程度，决定数控机床的定位 精度 , 对数控加工质量至关重要。 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) ；我国制定 的“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 [2]。现今的数控机床在检测精 度时基本上都采用激光干涉仪对数控定位精度进行测 量，以此来满足现今国内机床的精度要求。在测量机床 的螺距误差和进行反向间隙误差补偿时，必须要专业的 人员进行操作。 现今制造业中，数控机床以其自身具有的优势得到 空前地发展，发挥着巨大的作用，极大地影响了国民经 济。数控机床集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、 光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动 化和高柔性等特点，是当代机械制造业的主流装备 [1]。 按照数控机床故障频率的高低，机床的使用期可分 为 3 个阶段，即初始运行期（早期故障期）、相对稳定运 行期（偶发故障期）和衰老期（耗损故障期），故障发生规 律如图 1 所示。 初始运行期：数控机床整机安装调试后运行一年左 右的时间被称为早期故障期，这段时间机床的故障率相 对较高。 相对稳定运行期：机床经过了早期故障期后进入偶 发故障期，也被称为相对稳定期（一般为 7~10 年），此阶 段机床仍然有故障发生，但故障频率相对减少。 衰老期：机床经过了偶发故障期进入衰老期，这段 时间由于机床的磨损、电器元器件品质下降，数控机床 1 滚珠丝杠的特点与工作原理 1.1 滚珠丝杠的特点 滚珠丝杠对性能的要求很严格，如需要传动可靠性 高，摩擦损失小，传动效率高等。在机床各轴运行中，必 须保证丝杠做工细腻，才能使其光滑、反应灵敏，从而实 现机床的高精度（精度为η=0.92~0.96）。同时