數控機床定位精度的補償方法簡述

1、數控機床定位精度的補償方法簡述北京亞崴技術服務有限責任公司 路寶新由于機械電子技術的飛速發(fā)展， 數控機床做為一種高精度、 高效 率、穩(wěn)定性強的自動化加工裝備， 已經成為機械行業(yè)必不可少的現代 化技術裝置。數控機床的定位精度是影響其高精度性能的一個重要方 面，因而也是數控機床驗收時的一個重要項目。 利用數控系統(tǒng)的螺距 誤差補償功能進行調整， 可以大大提高數控機床的定位精度， 而電氣 控制系統(tǒng)不同，其定位精度的補償方法也不盡相同， 本文將以 FANUC-0 系統(tǒng)和SIEMENS-880系統(tǒng)為例，簡單介紹數控系統(tǒng)螺距誤差補償的方 法。螺距誤差補償這項工作應該是在機床幾何精度 （ 床身水平、平行 度、

2、垂直度等 ）調整完成后進行的，這樣可以盡量減少幾何精度對定 位精度的影響。 另外，進行螺距誤差補償時應使用高精度的檢測儀器 （如激光干涉儀 ） ，這樣可以先測量再補償，補償后再測量，并按照相 應的分析標準（如VDI3441、JIS6330、GB10931-89等）對測量數據進 行分析，直到達到機床對定位精度的要求范圍。機床的螺距誤差補償功能包括線性軸和旋轉軸兩種方式， 分別可 以對直線軸和旋轉工作臺的定位精度進行補償。但有一點需要注意， 就是在補償旋轉軸時應注意：在 0° 360°之間各補償點的補償值 總和應為 0，以使 0°和 360°的絕對位置保持一

3、致，否則旋轉軸旋轉角度每超過360° 次，就產生一次累積誤差，從而影響機床的加 工精度。另外，螺距誤差補償功能的實現方法又有增量型和絕對型之 分。所謂補償就是指通過特定方法對機床的控制參數進行調整，其參數調整方法也依各數控系統(tǒng)不同而各有差異。所謂增量型是指以被補 償軸上相領兩上補償點間的誤差差值為依據來進行補償，而絕對型是指以被補償軸上各個補償點的絕對誤差值為依據來進行補償。FANUC-0數控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能是一種增量型補償方法，FANUC-0數控系統(tǒng)與螺距誤差補償功能有關的參數如下：PML2PML1001176543210PML2：PML1S765432107011PML2和

4、PML1的組合決定誤差補償倍率，它對X、Y、Z和第四軸有效'PML2舔口 PML1S勺含義與PML2和PML1相同，它對第5、第6軸有效設定的補償值乘以此倍率即 為應補償的誤差值。PML2(S)PML1(S)補償倍率10XI01X210X411X80535BKLX0536BKLY0537BKLZ0538BKL47535BKL57536BKL67537BKL77538BKL8BKLX、BKLY BKLZ BKL/BKL8依次為 X、Y、Z和第 4第 8 軸的反向間隙補償量，其設定范圍為 02550（檢測單位）0712PRSX0713PRS Y0714PRSZ0715PRS47713PRS

5、57714PRS6PRSX、PRSY PRS石口 PRS4 PRS6依次為 X、Y、Z 禾口第 4第 6軸的各螺距誤差補償點間的距離 。其設定范圍為：800099999999（單位：0.001mm）400099999999 （單位：0.0001inch ）1000PECORGX2000PECORGY3000PECORGZ4000PECORG45000PECORG56000PECORG6FANUC-0M系統(tǒng)要求機床各軸的機械坐標參數考點必須是一個補償點，PECORGXPECORGYPECORG和 PECORG4PECORG依次為 X、Y、Z和第4第6軸的螺距誤差補償零點的編號。1001X軸第1號

6、補償點的補償值:1128X軸第128號補償點的補償值2001丫軸第1號補償點的補償值: :2128丫軸第128號補償點的補償值: :3001Z軸第1號補償點的補償值3128Z軸第128號補償點的補償值:4001第4軸第1號補償點的補償值: :4128第4軸第128號補償點的補償值: :5001第5軸第1號補償點的補償值5128第5軸第128號補償點的補償值6001第6軸第1號補償點的補償值6128第6軸第128號補償點的補償值FANUC-OM系統(tǒng)規(guī)定各第一號補償點應在各軸負方向最遠端，即 補償點的編號從最負端開始，逐一向正方向編號。各補償點補償值的 設定范圍為-7+7。例：某機床X軸（線性軸）

7、行程為-1000mm到0mm機床參考點設 在0mm處。設定螺距誤差補償基準點編號為 20（即參數1000=20,也 就是說設定機床參考點在參數1021處），螺距誤差補償間隔為100mm即參數712=100000）,補償倍率為1（即參數11位0=0,11位 仁0）。在機床行程負方向補償點號為：螺距誤差補償點基準編號-（機床在負方向行程/螺距誤差補償間 隔 )+1=20-(1000/100)+1 = 11在機床行程正方向補償點號為：螺距誤差補償點基準編號 +（機床在正方向行程 / 螺距誤差補償間 隔）+1=20+（0/100）+1=21機床坐標與補償點號對應關系如下：機床坐標 mm - 1000

8、- 900 - 800-300 - 200 - 100 0補償點號 1011 1012 10131018 1019 1020 1021如果各點誤差值如下：-1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0-3 -5 -2 0 2 3 1 4 2 -1 0則各點補償值如下：1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021-2 3 2 2 1 -2 3 -2 -3 1 0SIEMENS-880 數控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能也是一種增量型補償方法，其補償方法與FANUC-0數控系統(tǒng)略有不同

9、。FANUC-（系統(tǒng)只能 進行單方向補償，而SIEMENS-88C系統(tǒng)可以按運行方向進行雙向補 償，兩個方向的補償參數分別設定。FANUC-（系統(tǒng)的補償倍率為1、2、 4、8，各點補償值范圍為 -7+7，故各點可補償的誤差范圍為 -56+56",各點可不同；而SIEMENS-880系統(tǒng)的補償倍率（即補償當量） 為0100,但各點要么不補，要么補一個正的當量，要么補一個負 的當量，故各點可補償的誤差范圍為-100+ 100卩叫 但補償當量在 同一軸內必須相同。SIEMENS-880 數控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能相關參數只有在電源 重開及參考點返回之后才能生效, 具體參數含義如下： （*

10、代表各軸軸 號，0: X軸，1: 丫軸，2: Z軸，等等）NC MD220*背隙補償值。設定范圍：-255+255“。NCMD316*正方向補償指針，設定范圍：0249（第一伺服CPU指 針是機械坐標參考點 對應的補償點位置。NC MD320* 負方向補償指針,設定范圍： 0249（第一伺服 CPU）NC MD324*兩個螺距誤差補償點間距，設定范圍：032000m。NC MD328* 補償當量,即倍率,設定范圍： 0 100。NC MD6000 6999 螺距誤差補償點,具體分布如下：6000 6249第一個伺服 CPU的各軸。6250 6499第二個伺服 CPU的各軸。6500 6749第

11、三個伺服 CPU的各軸67506999第四個伺服CPU勺各軸MD No.位7654321 06000補償點4Y es/No +/-補償點3Y es/No +/-補償點2Y es/No +/-補償點1Y es/No +/-6001補償點8Y es/No +/-補償點7Y es/No +/-補償點6Y es/No +/-補償點5Y es/No +/-6002補償點12Y es/No +/-補償點11Y es/No +/-補償點10Y es/No +/-補償點9Y es/No +/-6248補償點996Y es/No +/-補償點995Y es/No +/-補償點994Y es/No +/-補償點9

12、93Y es/No +/-6249補償點1000Y es/No +/-補償點999Y es/No +/-補償點998Y es/No +/-補償點997Y es/No +/-表中：-=0+=1 No=0 Yes=1每一個機床參數有8位，每兩位是一個補償點，所以每個參數可 以設定四個補償點，控制器內部規(guī)定只有最右邊的點 (位0和位1)能 夠被設定為參考點。例如：如果機床某一軸的參考點被設定在 793號 補償點，則參考點對應的機床參數號 =6000+(793-1)/4=6198 ，即機 床參考點下在機床數據6198,所以機床數據3160下為6198-6000=198。另外，機床參考點的補償值必須為 0,其它點的補 償以參考點為依據。例：某機床 X軸（線性軸）行程為-35到205mm 機床參考點設在0mn處，補償點間的距離為10mm補償當量為1 m 則在機床行程負方向補償點個數為 3,在機床行程正方向補償點個數 為20,加上參考點共24個。機床補償參數設定如下：NC MD3160=1NC MD3200=1（正反方向補償曲線重合）NC MD3240=10000NC MD3280=1機床坐標與補償點號對應關系如下：MD No.機床坐標6000-10-20-30-4060013020100(Ref)6002706050