數控機床反向間隙的測量與補償

數控機床間隙誤差補償

針對數控機床自身的特點及使用要求，一般的數控系統都具有常用的補償功能，如對刀點位置偏差補償，刀具半徑補償、刀位半徑補償、機械反向間隙參數補償等各種自動補償功能。其中機械反向間隙參數補償法是目前開環、半閉環系統常用的方法之一。這種方法，原理是通過實測機床反向間隙誤差值，利用機床控制系統中設置的系統參數來實現間隙誤差的自動補償。其過程為: 實測各運動軸的間隙誤差值，然后通過控制面板鍵入控制單元即可，以后機床走刀時，首先在相應方向( 如縱身走刀或橫向走刀) 反向走刀時，先走間隙值, 然后再走所需的數值,因而原先的間隙誤差就得以補償。由于這種方法是利用一個控制程序控制所有程序中的反向走刀量，因此只要輸入有限的幾個間隙值就可以補償所有加工過程中的間隙誤差，此方法簡單易行，對加工程序的編寫也沒有影響。

具體操作：在如圖2所示的反向間隙輸入框中加入前面求出的反向間隙補償值，再測量補償精度。但是此方法的控制依據是實測得的各運動軸的間隙誤差值，因此受測量誤差的影響。

表1 反向間隙的測量數據

其存在以下不足之處:

⑴由于運動鍵中絲杠與螺母之間的間隙值在絲杠全長呈非線性關系, 因此以一個測量值代表共綜合間隙誤差是不合理的，加上測量間隙值時存在誤差，因此這種補償法準確度較低；

⑵一般進給鏈的綜合間隙誤差是在靜態條件下測出的，而機床實際是在動態環境下工作的，因而靜態誤差與動態誤差有較大差別。因此這種補償法不能真實補償實際誤差；

⑶不能補償因切削力引起的誤差。

結束語

綜上所述，反向間隙誤差補償是數控機床保證其加工精度的重要手段。系統參數補償法不影響加工程序的編寫，易操作，簡單明了，在一定范圍內具有一定的效果，但局限性較大。加工程序補償法效果較好，適用于開環、半閉環系統,特別是對沒有補償功能的系統具有較大的實際作用。但這種方法，增加了零件加工編程的復雜性，對使用人員的編程技巧有較高要求。

反向間隙值輸入數控系統后，數控機床在加工時會自動補償此值。但隨著數控機床的長期使用，反向間隙會因運動副磨損而逐漸增大，因此必須定期對數控機床的反向間隙值進行測定和補償，從而大大減少或消除反向間隙對機床精度、工件加工精度產生的不良影響。