數(shù)控機(jī)床定位精度的補(bǔ)償方法簡(jiǎn)述

1、數(shù)控機(jī)床定位精度的補(bǔ)償方法簡(jiǎn)述北京亞崴技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司路寶新由于機(jī)械電子技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床做為一種高精度、高效率、穩(wěn) 定性強(qiáng)的自動(dòng)化加工裝備，已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)必不可少的現(xiàn)代化技術(shù)裝置。數(shù)控機(jī)床的定位精度是影響其高精度性能的一個(gè)重要方面，因而也是數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收時(shí) 的一個(gè)重要項(xiàng)目。利用數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能進(jìn)行調(diào)整， 可以大大提高數(shù) 控機(jī)床的定位精度，而電氣控制系統(tǒng)不同，其定位精度的補(bǔ)償方法也不盡相同， 本文將以FANUC-0系統(tǒng)和SIEMENS-880系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)單介紹數(shù)控系統(tǒng)螺距誤差補(bǔ) 償?shù)姆椒āＢ菥嗾`差補(bǔ)償這項(xiàng)工作應(yīng)該是在機(jī)床幾何精度（床身水平、平行度、垂 直度等）調(diào)整完成后進(jìn)行

2、的，這樣可以盡量減少幾何精度對(duì)定位精度的影響。另 外，進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償時(shí)應(yīng)使用高精度的檢測(cè)儀器 （如激光干涉儀），這樣可以先 測(cè)量再補(bǔ)償，補(bǔ)償后再測(cè)量，并按照相應(yīng)的分析標(biāo)準(zhǔn)（如VDI3441、JIS6330、GB10931-89等）對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，直到達(dá)到機(jī)床對(duì)定位精度的要求范圍。機(jī)床的螺距誤差補(bǔ)償功能包括線性軸和旋轉(zhuǎn)軸兩種方式，分別可以對(duì)直 線軸和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度進(jìn)行補(bǔ)償。但有一點(diǎn)需要注意，就是在補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)注意：在0°360°之間各補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值總和應(yīng)為 0,以使0°和360° 的絕對(duì)位置保持一致，否則旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度每超過(guò) 360°

3、; 次，就產(chǎn)生一次累積 誤差，從而影響機(jī)床的加工精度。另外，螺距誤差補(bǔ)償功能的實(shí)現(xiàn)方法又有增量 型和絕對(duì)型之分。所謂補(bǔ)償就是指通過(guò)特定方法對(duì)機(jī)床的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，其參數(shù)調(diào)整方法也依各數(shù)控系統(tǒng)不同而各有差異。所謂增量型是指以被補(bǔ)償軸上相 領(lǐng)兩上補(bǔ)償點(diǎn)間的誤差差值為依據(jù)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償， 而絕對(duì)型是指以被補(bǔ)償軸上各個(gè) 補(bǔ)償點(diǎn)的絕對(duì)誤差值為依據(jù)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。FANUC-數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能是一種增量型補(bǔ)償方法,FANUC-（數(shù)控系統(tǒng)與螺距誤差補(bǔ)償功能有關(guān)的參數(shù)如下：765432100011IIIPML2PML1765432107011IIPML2SPML1SPML2和 PML1的組合決定誤差補(bǔ)償倍率

4、，它對(duì) X、Y、Z和第四軸有效PML2Sffi PML1S勺含義與PML2和 PML1相同，它對(duì)第5、第6軸有效。設(shè)定的補(bǔ) 償值乘以此倍率即 為應(yīng)補(bǔ)償?shù)恼`差值。PML2(S)PML1(S)補(bǔ)償倍率10X101X210X411X80535BKLX0536BKLY0537BKLZ0538BKL47535BKL57536BKL67537BKL77538BKL8BKLX BKLY BKLZ BKL4 BKL8依次為X、Y、Z和第4第8軸的反向 間隙補(bǔ)償量，其設(shè)定范圍為02550（檢測(cè)單位）0712PRSX0713PRSY0714PRSZ0715PRS47713PRS57714PRS6PRSX PRSY

5、 PRSZ和PRSPRS6依次為X、Y、Z和第4第6軸的各 螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)間的距離。其設(shè)定范圍為：800099999999（單位：0.001mn）400099999999 （單位：0.0001inch ）1000PECORGX2000PECORGY3000PECORGZ4000PECORG45000PECORG56000PECORG6FANUC-OM系統(tǒng)要求機(jī)床各軸的機(jī)械坐標(biāo)參數(shù)考點(diǎn)必須是一個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，PECORGXPECORGYPE CORG和 PECORG4PECORG依次為 X、Y、Z 和第 4第6軸的螺距誤差補(bǔ)償零點(diǎn)的編號(hào)1001X軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值1128X軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償

6、值2001Y軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值2128Y軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值3001Z軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值3128Z軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值4001第4軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值4128第4軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值5001第5軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值5128第5軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值6001第6軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值6128第6軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值FANUC-OM系統(tǒng)規(guī)定各第一號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)在各軸負(fù)方向最遠(yuǎn)端，即補(bǔ)償點(diǎn)的編號(hào)從最負(fù)端開(kāi)始，逐一向正方向編號(hào)。各補(bǔ)償點(diǎn)補(bǔ)償值的設(shè)定范圍為-7+7。例：某機(jī)床X軸（線性軸）行程為-1000mm到0mm機(jī)床參考點(diǎn)設(shè)在0mm 處。設(shè)定螺距誤差補(bǔ)償基準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)

7、為 20（即參數(shù)1000=20,也就是說(shuō)設(shè)定機(jī)床參 考點(diǎn)在參數(shù)1021處）,螺距誤差補(bǔ)償間隔為100mm即參數(shù)712=100000），補(bǔ)償倍 率為 1（即參數(shù) 11 位 0=0,11 位 1=0）。在機(jī)床行程負(fù)方向補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)為：螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)基準(zhǔn)編號(hào) -（ 機(jī)床在負(fù)方向行程 /螺距誤差補(bǔ)償間隔 ）+1=20-（1000/100）+1=11在機(jī)床行程正方向補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)為：螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)基準(zhǔn)編號(hào) +（機(jī)床在正方向行程 /螺距誤差補(bǔ)償間隔 ）+1=20+（0/100）+1=21機(jī)床坐標(biāo)與補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：機(jī)床坐標(biāo) mm - 1000 - 900 - 800 - 300 - 200 - 100 0補(bǔ)償點(diǎn)

8、號(hào) 1011 1012 1013 1018 1019 1020 1021如果各點(diǎn)誤差值如下：-1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0-3 -5 -2 0 2 3 1 4 2 -1 0則各點(diǎn)補(bǔ)償值如下：1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021-2 3 2 2 1 -2 3 -2 -3 1 0SIEMENS-88數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能也是一種增量型補(bǔ)償方法， 其補(bǔ)償方法與FANUC-0數(shù)控系統(tǒng)略有不同。FANUC-（系統(tǒng)只能進(jìn)行單方向補(bǔ)償， 而SIEMENS-88

9、0系統(tǒng)可以按運(yùn)行方向進(jìn)行雙向補(bǔ)償，兩個(gè)方向的補(bǔ)償參數(shù)分別設(shè) 定。FANUC-0系統(tǒng)的補(bǔ)償倍率為1、2、4、8,各點(diǎn)補(bǔ)償值范圍為-7+7,故各點(diǎn) 可補(bǔ)償?shù)恼`差范圍為-56+56卩m各點(diǎn)可不同；而SIEMENS-880系統(tǒng)的補(bǔ)償倍 率（即補(bǔ)償當(dāng)量 ）為0100，但各點(diǎn)要么不補(bǔ)，要么補(bǔ)一個(gè)正的當(dāng)量，要么補(bǔ)一 個(gè)負(fù)的當(dāng)量，故各點(diǎn)可補(bǔ)償?shù)恼`差范圍為-100+100卩m但補(bǔ)償當(dāng)量在同一軸 內(nèi)必須相同。SIEMENS-88數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能相關(guān)參數(shù)只有在電源重開(kāi) 及參考點(diǎn)返回之后才能生效，具體參數(shù)含義如下：（*代表各軸軸號(hào)，0： X軸，1: 丫軸，2： Z軸，等等）NC MD220背隙補(bǔ)償值。設(shè)定范

10、圍：-255+255卩mNCMD31正方向補(bǔ)償指針，設(shè)定范圍：0249（第一伺服CPU指針是機(jī) 械坐標(biāo)參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償點(diǎn)位置。NC MD320負(fù)方向補(bǔ)償指針，設(shè)定范圍：0249（第一伺服CPU）NC MD324兩個(gè)螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)間距，設(shè)定范圍：032000mNC MD328補(bǔ)償當(dāng)量，即倍率，設(shè)定范圍：0100。NC MD6006999螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)，具體分布如下：60006249第一個(gè)伺服 CPU的各軸。62506499第二個(gè)伺服 CPU的各軸。65006749第三個(gè)伺服 CPU的各軸。67506999第四個(gè)伺服CPU的各軸。MD No.位765432106000補(bǔ)償點(diǎn)4Yes/No +/-補(bǔ)

11、償點(diǎn)3Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)2Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)1Yes/No +/-6001補(bǔ)償點(diǎn)8Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)7Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)6Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)5Yes/No +/-6002補(bǔ)償點(diǎn)12Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)11Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)10Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)9Yes/No +/-6248補(bǔ)償點(diǎn)996Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)995Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)994Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)993Yes/No +/-6249補(bǔ)償點(diǎn)1000Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)999Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)998Yes/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)997Yes/No +/

12、-表中:-=0+=1No=0Yes=1每一個(gè)機(jī)床參數(shù)有8位，每?jī)晌皇且粋€(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，所以每個(gè)參數(shù)可以設(shè)定 四個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，控制器內(nèi)部規(guī)定只有最右邊的點(diǎn)（位0和位1）能夠被設(shè)定為參考點(diǎn)。 例如：如果機(jī)床某一軸的參考點(diǎn)被設(shè)定在 793號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)，則參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)床參 數(shù)號(hào)=6000+（793-1）/4=6198 ，即機(jī)床參考點(diǎn)下在機(jī)床數(shù)據(jù) 6198,所以機(jī)床數(shù)據(jù) 3160下為6198-6000=198。另外，機(jī)床參考點(diǎn)的補(bǔ)償值必須為 0,其它點(diǎn)的補(bǔ)償 以參考點(diǎn)為依據(jù)。例：某機(jī)床 X軸（線性軸）行程為-35到205mm機(jī)床參考點(diǎn)設(shè) 在0mn處，補(bǔ)償點(diǎn)間的距離為10mm補(bǔ)償當(dāng)量為1卩m。則在機(jī)床行程負(fù)方向補(bǔ) 償點(diǎn)個(gè)數(shù)為3，在機(jī)床行程正方向補(bǔ)償點(diǎn)個(gè)數(shù)為 20，加上參考點(diǎn)共24個(gè)。機(jī)床 補(bǔ)償參數(shù)設(shè)定如下：NC MD3160=1NC MD3200=1正反方向補(bǔ)償曲線重合）NC MD3240=10000NC MD3280=1機(jī)床坐標(biāo)與補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:MD No.機(jī)床坐標(biāo)6000-10-20-30-4060013020100(Ref)6002706050406