數(shù)控機床定位精度的補償方法簡述

1、數(shù)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(shù)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(jīng)成為機械行業(yè)必不可少的現(xiàn)代化技術裝置。數(shù)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(shù)控機床驗收時 的一個重要項目。利用數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能進行調(diào)整， 可以大大提高數(shù) 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(shù)控系統(tǒng)螺距誤差補 償?shù)姆椒?。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、垂 直度等）調(diào)整完成后進行

2、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(shù)據(jù)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° 的絕對位置保持一致，否則旋轉軸旋轉角度每超過 360°

3、; 次，就產(chǎn)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(xiàn)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(shù)進行調(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償軸上相 領兩上補償點間的誤差差值為依據(jù)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(jù)來進行補償。FANUC-數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能是一種增量型補償方法,FANUC-（數(shù)控系統(tǒng)與螺距誤差補償功能有關的參數(shù)如下：765432100011IIIPML2PML1765432107011IIPML2SPML1SPML2和 PML1的組合決定誤差補償倍率

4、，它對 X、Y、Z和第四軸有效PML2Sffi 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?shù)恼`差值。PML2(S)PML1(S)補償倍率10X101X210X411X80535BKLX0536BKLY0537BKLZ0538BKL47535BKL57536BKL67537BKL77538BKL8BKLX BKLY BKLZ BKL4 BKL8依次為X、Y、Z和第4第8軸的反向 間隙補償量，其設定范圍為02550（檢測單位）0712PRSX0713PRSY0714PRSZ0715PRS47713PRS57714PRS6PRSX PRSY

5、 PRSZ和PRSPRS6依次為X、Y、Z和第4第6軸的各 螺距誤差補償點間的距離。其設定范圍為：800099999999（單位：0.001mn）400099999999 （單位：0.0001inch ）1000PECORGX2000PECORGY3000PECORGZ4000PECORG45000PECORG56000PECORG6FANUC-OM系統(tǒng)要求機床各軸的機械坐標參數(shù)考點必須是一個補償點，PECORGXPECORGYPE CORG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號補償點的補償值1128X軸第128號補償點的補償

6、值2001Y軸第1號補償點的補償值2128Y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）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

7、為 20（即參數(shù)1000=20,也就是說設定機床參 考點在參數(shù)1021處）,螺距誤差補償間隔為100mm即參數(shù)712=100000），補償倍 率為 1（即參數(shù) 11 位 0=0,11 位 1=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 - 900 - 800 - 300 - 200 - 100 0補償點

8、號 1011 1012 1013 1018 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-88數(shù)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(shù)控系統(tǒng)略有不同。FANUC-（系統(tǒng)只能進行單方向補償， 而SIEMENS-88

9、0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(shù)分別設 定。FANUC-0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?shù)恼`差范圍為-56+56卩m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?shù)恼`差范圍為-100+100卩m但補償當量在同一軸 內(nèi)必須相同。SIEMENS-88數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補償功能相關參數(shù)只有在電源重開 及參考點返回之后才能生效，具體參數(shù)含義如下：（*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

10、圍：-255+255卩mNCMD31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：032000mNC MD328補償當量，即倍率，設定范圍：0100。NC MD6006999螺距誤差補償點，具體分布如下：60006249第一個伺服 CPU的各軸。62506499第二個伺服 CPU的各軸。65006749第三個伺服 CPU的各軸。67506999第四個伺服CPU的各軸。MD No.位765432106000補償點4Yes/No +/-補

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

12、-表中:-=0+=1No=0Yes=1每一個機床參數(shù)有8位，每兩位是一個補償點，所以每個參數(shù)可以設定 四個補償點，控制器內(nèi)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(shù)號=6000+（793-1）/4=6198 ，即機床參考點下在機床數(shù)據(jù) 6198,所以機床數(shù)據(jù) 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(jù)。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卩m。則在機床行程負方向補 償點個數(shù)為3，在機床行程正方向補償點個數(shù)為 20，加上參考點共24個。機床 補償參數(shù)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)6002706050406