数控机床误差与补偿.ppt

间隙补偿过程中，补偿量的符号会在反向点处发生变化，因此准确地判断反向点至关重要。 根据数控系统内部提供的位置插补命令，可以准确判断反向点。 当前插补周期的位置命令为yi，上一插补周期的位置插补命令为yi-1； ?=yi- yi-1 ?0 工作台正向运动; ?0,工作台负向运动 ?=0 反向点处工作台短时间内静止。 若?的符号由=变为，或由=变为 则认为发生反向，该点可以认为是反向点。 四、反向点的判断 8.4 间隙误差补偿 第三十页，共四十六页。 仿真实验结果对比： 补偿前，编码器位置信号轮廓精度较好，光栅位置信号轮廓误差较大 补偿后，光栅位置信号误差较小 机床实验结果对比： 相比于补偿前，补偿后误差校正量正确地施加于系统中 五、间隙补偿验证 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 8.4 间隙误差补偿 第三十一页，共四十六页。 8. 1 概述 8. 2 几何误差补偿 8. 3 热误差补偿 8. 4 间隙误差补偿 8. 5 摩擦误差补偿 8.6 伺服参数优化 * 第三十二页，共四十六页。 工作台低速运动时，静摩擦占主导地位。 工作台速度较高时，体现为与方向相关的库仑摩擦和与速度相关的粘性摩擦(阻尼)。 两者之间呈现剧烈的非线性特性。 Stribeck摩擦力模型 一、摩擦力特性分析 8.5 摩擦误差补偿技术 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 第三十三页，共四十六页。 第八章 数控机床误差与补偿 8. 1 概述 8. 2 几何误差补偿 8. 3 热误差补偿 8. 4 间隙误差补偿 8. 5 摩擦误差补偿 8.6 伺服参数优化 * 第一页，共四十六页。 8. 1 概述 8. 2 几何误差补偿 8. 3 热误差补偿 8. 4 间隙误差补偿 8. 5 摩擦误差补偿 8.6 伺服参数优化 * 第二页，共四十六页。 精度是机床的基础，提高数控机床的精度首先是提高机床各部件的机械精度和动态性能，但机械精度提高到一定程度后就很难再提高了，或者成本太高难以应用。 通过数控系统对误差进行补偿是有效的途径，使用误差补偿技术可以很小的代价获得“硬技术’难以达到的精度水平和动态性能。 8.1 概述 第三页，共四十六页。 一、机床误差的分类 机床误差包括几何误差、间隙误差、热误差、摩擦误差和动态误差五类。 按误差产生原因分类 上述误差按误差产生原因分类： 几何误差和间隙误差属于机床本体误差，热误差、摩擦误差和动态误差属于机床运行误差。 按误差的性质分类 上述误差按误差的性质分类： 几何误差属于静态误差，热误差属于准静态误差，摩擦误差和动态误差属于动态误差，间隙误差虽然属于机械系统误差，但其在机床运行时表现出来，比较特殊。 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 8.1 概述 第四页，共四十六页。 1、几何误差和热误差补偿原理 几何误差和热误差属于静态或准静态误差，因此可通过修正插补指令来实现，方法为： 二、误差补偿原理 几何误差 补偿模块 伺服 驱动 dCurCmdPos[] dGerErrData[] dTmpErrData[] dRealCmdPos[] 总线 接口 CNC 插补指令 位置 热误差 补偿模块 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 8.1 概述 第五页，共四十六页。 2、间隙和摩擦误差补偿原理 由于间隙和摩擦误差宏观表现和补偿过程有很多相似之处，故经常放在一起。 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 8.1 概述 第六页，共四十六页。 3、动态误差补偿原理 动态误差的产生是机床运行时，由于伺服系统控制参数不合理或机械系统扰动造成的，因此补偿必须通过伺服参数优化来解决，伺服参数包括位置和速度前馈参数，位置环、速度环和电流环控制参数，以及速度和电流滤波参数等。 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 伺服参数不合理造成的的误差 伺服参数优化后结果