螺距補償機理

1、螺距補償機理螺距補償機理匯報人匯報人：時時 間：間：20152015年年4 4月月2424日日2 內容提綱一、螺距誤差產 生的原因二、螺距誤差補償原理硬件方法補償螺距誤差的原理軟件方法補償螺距誤差原理單向螺距誤差補償原理雙向螺距誤差補償原理3一、螺距誤差產生的原因一、螺距誤差產生的原因數控機床大都采用滾珠絲杠作為機械傳動部件，電機帶動滾珠絲杠，將電機的旋轉運動轉換為直線運動。如果滾珠絲杠沒有螺距誤差，則滾珠絲杠轉過的角度與對應的直線位移存在線性關系。實際上，制造誤差和裝配誤差始終存在,難以達到理想的螺距精度,存在螺距誤差，其反映在直線位移上也存在一定的誤差,降低了機床的加工精度。4一、螺距誤差

2、產生的原因一、螺距誤差產生的原因利用數控系統提供的螺距誤差補償功能，可以對螺距誤差進行補償和修正，達到提高加工精度的目的。另外，數控機床經長時間使用后，由于磨損等原因造成精度下降，通過對機床進行周期檢定和誤差補償，可在保持精度的前提下延長機床的使用壽命。5一、螺距誤差產生的原因一、螺距誤差產生的原因數控機床的螺距誤差產生原因如下：1. 滾珠絲杠副處在進給系統傳動鏈的末級。由于絲杠和螺母存在各種誤差，如螺距累積誤差、螺紋滾道型面誤差、直徑尺寸誤差等(其中最主要的是絲杠的螺距累積誤差造成的機床目標值偏差)；2. 滾珠絲杠的裝配過程中，由于采用了雙支撐結，使絲杠軸向拉長，造成絲杠螺距誤差增加，產生機

3、床目標值偏差；63. 機床裝配過程中，由于絲杠軸線與機床導軌平行度的誤差引起的機床目標值偏差。螺距誤差補償是將機床實際移動的距離與指令移動的距離之差，通過調整數控系統的參數增減指令值的脈沖數，實現機床實際移動距離與指令值相接近，以提高機床的定位精度。螺距誤差補償只對機床補償段起作用，在數控系統允許的范圍內補償將起到補償作用。一、螺距誤差產生的原因一、螺距誤差產生的原因7二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理2.1螺距誤差補償的方法描述對螺距誤差進行補償時，在機床的運行軌道上取若干點，通過激光干涉儀測得機床的實際定位位置，與預期設定的位置進行比較，得出偏移距離，并將其寫入補償文件中。選取的點越

4、多，補償精度越高。機床在下次運行時，將會把補償文件的數據也計算在內，從而達到精度要求。8二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理9二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理10二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理數控系統中設置螺距誤差補償需要NCK(numer- iccontrol kernel) 的支持，目前可針對某個點把它的補償值寫入NCK補償文件。機械零件程序運行時自動地讀取相應補償文件中各點的補償數據，并進行相應的調整，隨之產生對應的機械位置變化。11二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理2.2硬件方法補償滾珠絲杠螺距誤差的原理過去，在開環(huán)數控機床中,經常采用硬件方法對絲杠螺距誤差

5、進行補償，即采用機械方法測出數控機床某一軸滾珠絲杠在全行程上的誤差分布曲線，在絲杠的螺距累積誤差值達到一個脈沖當量處的位置點安裝一個擋塊，當機床工作臺移動時,安裝在機床上的微動開關每與擋塊接觸一次,就發(fā)出一個誤差補償信號，通過控制電路指示步進電機多走或少走一步。12二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理這種斷續(xù)的脈沖補償方法給數控機床的工作臺增加了一些機械構件(如補償桿、擋塊等)和電路(如將微動開關發(fā)出的補償信號傳送給數控裝置的電路)。另外，這種補償方法比較適用于采用脈沖增量插補方法、步進電機驅動的開環(huán)數控機床，而對于采用數據采樣插補方法、直流或交流伺服電機驅動的半閉環(huán)數控機床，則不適宜。因

6、此,目前,大多數數控機床補償滾珠絲杠的螺距誤差時均采用軟件的方法。13二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理2.3軟件方法螺距誤差補償原理采用定點的脈沖補償方法可修正螺距誤差，提高定位精度。其原理是在各坐標軸上設定一些坐標點，當機床經這些點時，數控系統根據事先測定的補償值進行補償。補償所需參數如：各補償軸起、終點機床坐標（以機床零點為基準）；補償間隔或等分段數；每段補償間隔對應補償值。將測出的誤差值輸入到螺距補償誤差表中。當工作臺移動時，系統根據當前位置和指令位置在螺14二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理距補償誤差表中計算出實際的補償值，對指令位置進行補償，產生實際輸出值控制伺服電機。

7、如圖3所示，數控系統以機床零點為基準，在不同的指令位置，按補償表中的誤差值進行補償。數控系統在每段數據插補過程中均進行誤差補償，以獲得最高精度。15二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理1 在數控機床上正確安裝高精度位移測量裝置； 在整個行程上 , 每隔一定距離取一個位置點作為補償點；2 記錄運動到補償點的實際精確位置； 將各點處的誤差標出 , 形成在不同的指令位置處的誤差表；3 多次測量 , 取平均值； 依 “補償值 =數控命令值-實際位置值 ”的公式計算各點的螺距誤差,并將各點處的誤差標出,形成在不同指令位置處的誤差表,并將該表輸入數控系統 , 系統按此表進行補償。實現過程和步驟如下 :

8、16二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理2.4單向螺距誤差補償( EEC)EEC的原理是從起點到終點這個方向，在起點與終點之間等份若干點，如圖4所示，刀具在絲杠上的運動軌跡是先從起點運動，依次經過各個等份點，到達終點。EEC補償只對從起點到終點這個方向生效。17二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理當運動到某一個等份點時，根據刀具實際移動的距離與預期的距離的偏差，計算出該點的補償值。例如，以圖4中10這個點為例，預期希望刀具從0點能夠運動到10點，其間移動距離為10mm。但是由于絲杠的誤差，實際運動的距離是9mm，偏差為109=1mm，那么10這個點的補償值就是1mm; 如果其間實際移動

9、距離為11mm，偏差為1011=1mm，那么10這個點的補償值就1mm。其他各點的螺距誤差補償同理實現。18二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理2.5雙向螺距誤差補償(CEC)CEC的原理支持兩個方向，即從起點到終點方向和從終點返回到起點方向，如圖5所示。規(guī)定從起點到終點方向為正方向，從終點到起點方向為負方向。刀具在絲杠上的運動軌跡是先從起點運動，依次經過各個等份點，到達終點; 19二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理然后再從終點按原路返回到起點，逆向依次經過各個等份點，直至起點。CEC補償在兩個方向上生效，分別計算每個方向上當運動到某一個等份點時，根據運動實際移動的距離與預期的距離的

10、偏差計算出該點的補償值。注意正向與負向的方向性。同一個點在兩個方向上補償不同。以圖5中10點為例。當刀具從起點向終點運動即正方向，途中經過10點;假如從0點向10點實際移動了9mm，與預期移動距離10的偏差是109=1mm，那么10這個點在正方向上的補償是1mm。20二、螺距誤差補償原理二、螺距誤差補償原理當刀具從終點向起點反向運動，途中反向地經過10點;假如從20點向10點實際移動了9mm，與預期移動距離10的偏差是109 =1mm，但是由于從終點到起點是反方向，所以10點在反方向上的補償是1mm; 假如實際移動距離為11mm，與預期移動距離10的偏差是1011=1mm，但是由于從終點到起點是反方向，所以10這個點在反方向上的補償是1mm其他各點正方向和反方向上的補償依此類推。21螺距誤差補償是按軸進行的。針對每一個軸