如何提高數控機床的精度？

新聞資訊 | 2021-09-26 15:24

　　目前數控機床位置精度的檢驗通常采用國際標準ISO230-2或國家標準B10931-89等。同一臺機床，由于采用的標準不同，所得到的位置精度也不相同，因此在選擇數控機床的精度指標時，也要注意它所采用的標準。數控機床的位置標準通常指各數控軸的反向偏差和定位精度。對于這二者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑。


　　一、反向偏差


　　在數控機床上，由于各坐標軸進給傳動鏈上驅動部件(如伺服電動機、伺服液壓馬達和步進電動機等)的反向死區(qū)、各機械運動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標軸在由正向運動轉為反向運動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙或失動量。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復定位精度，從而影響產品的加工精度。如在切削運動時，反向偏差會影響插補運動的精度，若偏差過大就會造成“圓不夠圓，方不夠方”的情形；而在快速定位運動中，反向偏差影響機床的定位精度，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低。同時，隨著設備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造成運動副間隙的逐漸增大而增加，因此需要定期對機床各坐標軸的反向偏差進行測定和補償。

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　　二、定位精度


　　數控機床的定位精度是指所測量的機床運動部件在數控系統(tǒng)控制下運動所能達到的位置精度，是數控機床有別于普通機床的一項重要精度，它與機床的幾何精度共同對機床切削精度產生重要的影響，尤其對孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響。一臺數控機床可以從它所能達到的定位精度判出它的加工精度，所以對數控機床的定位精度進行檢測和補償是保證加工質量的必要途徑。


　　定位精度的測定


　　目前多采用雙頻激光干涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理，以激光實時波長為測量基準，所以提高了測試精度及增強了適用范圍。檢測方法如下：


　　a.安裝雙頻激光干涉儀；


　　b.在需要測量的機床坐標軸方向上安裝光學測量裝置；


　　c.調整激光頭，使測量軸線與機床移動軸線共線或平行，即將光路預調準直；


　　d.待激光預熱后輸入測量參數；


　　e.按規(guī)定的測量程序運動機床進行測量；


　　f.數據處理及結果輸出。


　　定位精度的補償


　　若測得數控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必須對機床進行誤差補償。常用方法是計算出螺距誤差補償表，手動輸入機床CNC系統(tǒng)，從而消除定位誤差，由于數控機床三軸或四軸補償點可能有幾百上千點，所以手動補償需要花費較多時間，并且容易出錯。


　　現在通過RS232接口將計算機與機床CNC控制器聯(lián)接起來，用VB編寫的自動校準軟件控制激光干涉儀與數控機床同步工作，實現對數控機床定位精度的自動檢測及自動螺距誤差補償，其補償方法如下：


　　g.備份CNC控制系統(tǒng)中的已有補償參數；


　　h.由計算機產生進行逐點定位精度測量的機床CNC程序，并傳送給CNC系統(tǒng)；


　　i.自動測量各點的定位誤差；


　　j.根據指定的補償點產生一組新的補償參數，并傳送給CNC系統(tǒng)，螺距自動補償完成；


　　k.重復c.進行精度驗證。


　　根據數控機床各軸的精度狀況，利用螺距誤差自動補償功能和反向間隙補償功能，合理地選擇分配各軸補償點，使數控機床達到佳精度狀態(tài)，并大大提高了檢測機床定位精度的效率。


　　定位精度是數控機床的一個重要指標。盡管在用戶購選時可以盡量挑選精度高誤差小的機床，但是隨著設備投入使用時間越長，設備磨損越厲害，造成機床的定位誤差越來越大，這對加工和生產的零件有著致命的影響。采用以上方法對機床各坐標軸的反向偏差、定位精度進行準確測量和補償，可以很好地減小或消除反向偏差對機床精度的不利影響，提高機床的定位精度，使機床處于佳精度狀態(tài)，從而保證零件的加工質量。