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摘要：由于预紧或磨损不足导致螺母螺母间隙导致在nc机器的进给驱动链中可能出现齿轮传动装置和螺母对之间存在间隙的情况。对于带开环或半闭环伺服系统的CNC机床，齿隙的存在会影响机床的定位精度和可重复性。定位精度影响产品的加工精度，而nc系统需要间隙补偿功能。
关键字：数控机床；丝杠间隙；问题及策略
1、前言
随着nc机器的使用时间增加，由于磨损引起的运动对间隙的增加，齿隙将逐渐增加。因此，需要周期性地测量和补偿nc机器的每个坐标轴的后冲。例如，使用计算机软件进行补偿不仅简单方便，而且不需要调查间隙的原因。分析螺纹间隙误差， 包括由 直线轮廓和曲线轮廓引起的间隙误差分析， 测量间隙， 轮廓误差差异图形模拟， 最后提出了不同的线和弧补偿方案。
2、间隙运动特性
在伺服进给系统中，如果沿坐标轴存在间隙，则当运动方向沿坐标轴变化时，间隙的非线性将起作用。如果轴间隙为一定数值，则当此轴方向的输入必须取消一定数值 complete的间隙值时，工作台将具有输出。在机床运动过程中，传动间隙是不可避免的，传动间隙应控制在机床的工作要求范围内。为了减小传动间隙对轮廓运动精度的影响，在机械设计中应使用各种间隙消除机构。由间隙引起的误差可以根据工具的进给方向分类。如果机器是双轴，则有四次弹跳，如果机器是三轴的，则有8个可能会出现的状态。轮廓被视为ABCA。当在X轴和Y轴上存在间隙时，间隙分别为Dx和Dy。该工具的实际加工曲线是ABDEF。假设工具从点o开始，当刀具移动到B点时，Y轴开始向相反方向移动。由于间隙Dy，Y轴移动Dy距离，工具不在Y轴上移动，只有X轴移动。当Y轴移动Dy的距离时，X轴移动BD的距离，然后X轴和Y轴开始移动并同时驱动工作台。移动到E点时，已发送BC段命令，并且已启动CA段命令。此时，X轴开始向相反方向移动。因此，当您沿X轴移动Dx时，表格开始移动。移动到F点后，执行命令。发送。您可以看到X和Y方向上的端点与Dx和Dy之间存在距离。因此，轮廓误差的通信为Dy，BC的轮廓误差线为dycosh，BC和Dy的最大轮廓误差垂直于X轴。因此，由最大轮廓误差引起的间隙是在水平或垂直直线方向上的反向加工，在最大误差轴方向Dx上的轴向间隙值，以及在Y轴方向上的轴向间隙值Dy。第一和第二象限以弧形切割显示。进给点A，处理第一象限弧。第一象限中的弧不会偏离理论轨迹，因为在进给期间消除了间隙。对C点的处理是圆弧象限，y轴开始旋转。当输入间隙值Dy时，X轴移动到点E，并且随后处理的弧是通过HD向上移动Dy而获得的弧。因此，实际加工曲线是BCEF。在两个轴的链节中存在四个间隙机构。当电弧通过象限时，圆心的位置发生变化，即圆的中心沿相反方向移动，并与反轴间隙的距离成反比。因此，该原理可用于模拟实际轮廓。当进行电弧加工时，进给方向通常是切向的，这确保了在切割方向和径向方向上没有间隙。假设在刀下切割时间隙在某个方向上完全偏移。有两种类型的处理。Matlab可以模拟两种处理条件。当进给点不同时，误差分布不同。当存在间隙时，可以在内圆方向上的弧形轮廓上模拟误差。
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3、测定反向间隙
通过在测量的坐标轴的行程中向前或向后移动一定距离，以停止位置为基准，然后给出一定的移动命令值以在相同方向上移动一定距离来测量反向偏差。然后沿相反方向移动相同的距离并测量停止位置和参考位置之间的差异。在中间点（通常7次）进行多次测量，并且在行程的两端附近进行三次测量以获得每个位置的平均值。当测量直线运动轴的反向偏差时，测量仪器通常是千分表或千分表，可以用双频激光干涉仪测量。使用千分尺或千分尺时，同样重要的是要注意底座和钢管不要太长太长。由于测量悬臂很长，工作台容易受到强制运动，导致计算不准确和补偿值不正确。一旦表格与测量参考对齐，就可以运行测量程序。工作台的测量结果将根据不同的工作速度而变化。对机器数控系统的状态进行任何补偿，多次测量的测量范围靠近三点和行程两端的中点附近，每个目标点的位置由表盘或表盘测量衡量。平均反弹。将间隙补偿参数输入到数控系统以获得平均值的最大值作为回弹值。CNC自动沿相反方向移动坐标轴，沿相反方向移动控制轴，然后按下命令。换句话说，CNC系统控制伺服电机行进等于间隙值的距离以补偿间隙。对于线末端的反转，可以使用结束前的减速度。在程序的下一个块之前添加间隙补偿块。插值块是线上相应轴间隙的值。如果两个轴同时反转，则可以协调间隙值X和Y.线性补偿的关键是确定减速点。每次执行插值时确定端点。如果已到达，则执行减速过程。一种是在象限之前减速，在象限点停止，并在剩余的圆弧插补之后完成间隙补偿。该方法与线性间隙补偿原理的相同之处在于，在电弧通过象限之前执行减速过程，然后插入补偿过程确定电弧减速点。另一种方法是在插值象限中进行补偿。边缘插值方法是连续的，可以获得更好的加工表面。但是，如果不进行高速加工，加工过程中的误差将非常大，并且可能无法满足精度要求，这满足一定的精度要求。然后向前移动补偿起点并延长补偿距离以减少误差。弧在第一象限中没有错误。在通过象限A之后，由于间隙，实际轨迹向上移动间隙值Dy。为了使圆形轨迹在第二象限中重合，需要插入补偿曲线。由于直线相对简单且补偿距离最短，曲线将占用更多路径并增加补偿插补时间，因此选择线性插值。如果由两种补偿引起的误差相同，则先前用于补偿的补偿线滑差的斜率明显小于象限结束后使用的补偿曲线的斜率，因此传输电弧和补偿线条平滑，速度相对稳定。工件的表面精度良好。通常，误差要求不能改变，间隙值是固定的，可以在测量后由系统设定。因此，间隙越小，弧的半径越大，斜率越小。扩展距离插值方法降低了轴的启动速度，有利于平滑加工。但是，Dy需要满足条件下的一些空白，计算过程复杂。因此，前象限补偿方法和延长距离的插值方法开始。由于速度差不大，四象限补偿前的补偿方法简单易行，因此采用这种补偿方法。
4、结束语
对于开环或半闭式数控系统，间隙误差对加工精度有很大影响。必须进行调整，螺母可以定期预应力，但是需要时间来影响加工。使用软件补偿可以节省时间和精力，维护也相对简单。利用本文提出的补偿方案，可以很好地实现线性和弧隙的补偿方案。
参考文献：
[1]薛翰. 精密机床升降丝杠加工工艺误差分析[J]. 新技术新工艺, 2018(2).
[2]段明德, 臧海超, 代京,等. 多因素对双驱进给系统不同步误差影响[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2018(2).
[3]李国森, 王柱, 王天雷, et al. 中空/实心滚珠丝杆温升及热误差试验与分析[J]. 机电工程技术, 2019, 48(01):66-68+174.
[4]杨啟鑫. 数控机床加工精度可靠性分析[J]. 南方农机, 2019, 50(01):159-160.
[5]史安娜, 曹富荣, 刘斯妤, et al. 数控车床主轴热变形误差检测及改善措施[J]. 制造业自动化, 2019, 41(01):7-10+34.
[6]杨洪涛, 庞勇军, 李莉, et al. 数控机床XY工作台动态定位误差分析与建模[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2019, 540(02):46-49+53.
论文作者:张开发
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/8
标签：间隙论文; 误差论文; 象限论文; 测量论文; 加工论文; 轮廓论文; 距离论文; 《防护工程》2019年9期论文;