数控机床误差与补偿课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《数控机床误差与补偿课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数控机床 误差 补偿 课件
- 资源描述:
-
1、2022-8-17第8章数控机床误差与补偿第第8章章-数控机床误差与数控机床误差与补偿补偿第8章数控机床误差与补偿第8章数控机床误差与补偿 精度是机床的基础,提高数控机床的精度首先是提高机床精度是机床的基础,提高数控机床的精度首先是提高机床各部件的机械精度和动态性能,但机械精度提高到一定程度后各部件的机械精度和动态性能,但机械精度提高到一定程度后就很难再提高了,或者成本太高难以应用。就很难再提高了,或者成本太高难以应用。通过通过数控系统对误差进行补偿数控系统对误差进行补偿是有效的途径,使用误差补是有效的途径,使用误差补偿技术可以很小的代价获得偿技术可以很小的代价获得“硬技术硬技术难以达到的精度
2、水平和难以达到的精度水平和动态性能。动态性能。8.1 概述概述第8章数控机床误差与补偿一、机床误差的分类一、机床误差的分类 机床误差包括机床误差包括几何误差、间隙误差、热误差、摩擦误差几何误差、间隙误差、热误差、摩擦误差和动态误差和动态误差五类。五类。n 按误差产生原因分类按误差产生原因分类 上述误差按误差产生原因分类:上述误差按误差产生原因分类:几何误差和间隙误差几何误差和间隙误差属属于于机床本体误差机床本体误差,热误差、摩擦误差和动态误差热误差、摩擦误差和动态误差属于属于机床运机床运行误差行误差。n 按误差的性质分类按误差的性质分类 上述误差按误差的性质分类:上述误差按误差的性质分类:几何
3、误差几何误差属于属于静态误差静态误差,热误差热误差属于属于准静态误差准静态误差,摩擦误差和动态误差摩擦误差和动态误差属于属于动态误差动态误差,间隙误差间隙误差虽然属于机械系统误差,但其在机床运行时表现出来虽然属于机械系统误差,但其在机床运行时表现出来,比较特殊。,比较特殊。8.1 概述概述第8章数控机床误差与补偿1、几何误差和热误差补偿原理、几何误差和热误差补偿原理 几何误差和热误差属于静态或准静态误差,因此可通过修正几何误差和热误差属于静态或准静态误差,因此可通过修正插补指令来实现,方法为:插补指令来实现,方法为:二、误差补偿原理二、误差补偿原理几何误几何误差差补偿模补偿模块块伺服伺服驱动驱
4、动dCurCmdPosdGerErrDatadTmpErrDatadRealCmdPos总线总线接口接口 CNC插补指令插补指令位置位置热误差热误差补偿模块补偿模块8.1 概述概述第8章数控机床误差与补偿2、间隙和摩擦误差补偿原理、间隙和摩擦误差补偿原理 由于间隙和摩擦误差宏观表现和补偿过程有很多相似之处,由于间隙和摩擦误差宏观表现和补偿过程有很多相似之处,故经常放在一起。故经常放在一起。8.1 概述概述第8章数控机床误差与补偿3、动态误差补偿原理、动态误差补偿原理 动态误差的产生是机床运行时,由于伺服系统控制参数不合动态误差的产生是机床运行时,由于伺服系统控制参数不合理或机械系统扰动造成的,
5、因此补偿必须通过理或机械系统扰动造成的,因此补偿必须通过伺服参数优化伺服参数优化来解来解决,伺服参数包括位置和速度前馈参数,位置环、速度环和电流决,伺服参数包括位置和速度前馈参数,位置环、速度环和电流环控制参数,以及速度和电流滤波参数等。环控制参数,以及速度和电流滤波参数等。伺服参数不合理造成的的误差伺服参数不合理造成的的误差伺服参数优化后结果伺服参数优化后结果8.1 概述概述第8章数控机床误差与补偿第8章数控机床误差与补偿 一、几何误差分析与建模一、几何误差分析与建模 按几何误差的类型分类按几何误差的类型分类 移动误差移动误差 定位误差,水平直线度定位误差,水平直线度 垂直直线度垂直直线度
6、转动误差转动误差 滚转误差,俯仰误差,偏摆误差滚转误差,俯仰误差,偏摆误差 任一物体在空间中都具有任一物体在空间中都具有六个自由度六个自由度,即沿空间坐标轴,即沿空间坐标轴X X、Y Y、Z Z直线方向的直线方向的移动自由度移动自由度和绕这三个坐标轴的和绕这三个坐标轴的转动自由度转动自由度。以以X X轴为例,移动误差包括水平直线度误差,垂直直线度和定轴为例,移动误差包括水平直线度误差,垂直直线度和定位误差位误差 ,转动误差包括滚转误差,俯仰误差和偏摆误差。,转动误差包括滚转误差,俯仰误差和偏摆误差。8.2 几何误差补偿几何误差补偿 几何误差分析几何误差分析第8章数控机床误差与补偿1 1)沿)沿
7、X X轴移动时,轴移动时,线性位移误差线性位移误差x(x)x(x)、Y Y向直线度误差向直线度误差y(x)y(x)、Z Z向向直线度误差直线度误差z(x)z(x)、滚转、滚转误差误差x(x)x(x)、偏摆误差、偏摆误差y y(x)(x)和俯仰误差和俯仰误差z(x)z(x);2 2)沿)沿Y Y轴移动与沿轴移动与沿Z Z轴轴移动同理,因此移动同理,因此X X、Y Y、Z Z三个线性轴共有三个线性轴共有1818项误差项误差3 3)3 3轴之间的垂直度误差轴之间的垂直度误差xyxy、zxzx、yz yz 几何误差分析几何误差分析三个线性轴共三个线性轴共21项误差项误差8.2 几何误差补偿几何误差补偿
8、第8章数控机床误差与补偿2.几何综合误差建模几何综合误差建模 首先根据机床结构类型,首先根据机床结构类型,建立机床坐标系和各运动部件建立机床坐标系和各运动部件坐标系。坐标系。然后运用然后运用齐次坐标变换方齐次坐标变换方法法,计算得到机床的,计算得到机床的几何综合几何综合误差模型:误差模型:8.2 几何误差补偿几何误差补偿第8章数控机床误差与补偿 根据根据矢量变换原理矢量变换原理,将,将几何综合误差模型分解到各几何综合误差模型分解到各个轴上。个轴上。轴向几何误差轴向几何误差主要是主要是定位误差。定位误差。轴间几何误差轴间几何误差主要是主要是垂直度误差垂直度误差。2.几何综合误差建模几何综合误差建
9、模轴向误差轴向误差轴间误差轴间误差8.2 几何误差补偿几何误差补偿第8章数控机床误差与补偿1、螺距、螺距/光栅误差光栅误差 对于螺距测量,将测量行对于螺距测量,将测量行程平均分为程平均分为N N个点,然后激光干个点,然后激光干涉仪运动到第涉仪运动到第n n个点,获得此点个点,获得此点的正方向误差,并在该点的正方向误差,并在该点多次测多次测量量求求误差平均值误差平均值,形成,形成双向误差双向误差补偿补偿数据。数据。二、几何误差测量二、几何误差测量8.2 几何误差补偿几何误差补偿第8章数控机床误差与补偿2、轴向、轴间误差测量、轴向、轴间误差测量 右图是对角线法测量右图是对角线法测量原理图。原理图。
10、测量测量3 3组对角线,解组对角线,解方程组,可得到所需的补方程组,可得到所需的补偿值:偿值:E Ex(x)x(x)、E Ex(y)x(y)、E Ex(z)x(z)、E Ey(y)y(y)、E Ey(x)y(x)、E Ey(z)y(z)、E Ez(z)z(z)、E Ez(x)z(x)、E Ez(y)z(y)。利用激光干涉仪测量机床各个轴的利用激光干涉仪测量机床各个轴的2121项几何误差项,再经过项几何误差项,再经过转换形成单轴误差补偿数据和轴关系误差补偿数据。转换形成单轴误差补偿数据和轴关系误差补偿数据。8.2 几何误差补偿几何误差补偿第8章数控机床误差与补偿 首先利用测量得到的数首先利用测量
11、得到的数据建立补偿表文件据建立补偿表文件(文本文件文本文件),系统启动时将补偿表文件读入系统启动时将补偿表文件读入数控系统,建立补偿数组。机数控系统,建立补偿数组。机床返回参考点后,床返回参考点后,利用利用查表查表+线性插值线性插值等方法,在每个插补等方法,在每个插补周期对插补指令进行修正。周期对插补指令进行修正。文件格式:基准轴、补偿轴、初始位置、终点位置、补偿点文件格式:基准轴、补偿轴、初始位置、终点位置、补偿点距离、补偿点的补偿值;距离、补偿点的补偿值;文件可包含多个补偿数组,同一个基准轴可补偿多个补偿轴文件可包含多个补偿数组,同一个基准轴可补偿多个补偿轴三、几何误差补偿三、几何误差补偿
12、8.2 几何误差补偿几何误差补偿第8章数控机床误差与补偿几何误差补偿方法原理图几何误差补偿方法原理图8.2 几何误差补偿几何误差补偿第8章数控机床误差与补偿第8章数控机床误差与补偿8.3 热误差补偿热误差补偿一、热误差的分类一、热误差的分类1、按热误差的表现分类、按热误差的表现分类平移型热误差平移型热误差 xyy扭转型热误差扭转型热误差 平移型热误差可以通过误差补偿消除平移型热误差可以通过误差补偿消除 扭转型热误差不可以通过误差补偿消除扭转型热误差不可以通过误差补偿消除因此,在机床设计时总是希望通过热均衡结构设计,使得因此,在机床设计时总是希望通过热均衡结构设计,使得热误差方向一致,不会发生扭
13、转型热误差热误差方向一致,不会发生扭转型热误差第8章数控机床误差与补偿一、热误差的分类一、热误差的分类2、按热误差发生的部位分类、按热误差发生的部位分类主轴系统热误差主轴系统热误差zz进给系统热误差进给系统热误差 主轴系统热误差与工作台位置无关,只与温度相关主轴系统热误差与工作台位置无关,只与温度相关 进给系统热误差除了与温度相关之外,还与工作台的当前进给系统热误差除了与温度相关之外,还与工作台的当前位置相关位置相关因此,需要根据不同的热误差形式进行补偿因此,需要根据不同的热误差形式进行补偿 x8.3 热误差补偿热误差补偿第8章数控机床误差与补偿二、热误差的测量二、热误差的测量1、主轴热变形的
14、测量、主轴热变形的测量主轴系统热误差测量主轴系统热误差测量zz 首先在主轴表面布置多个温度传感器首先在主轴表面布置多个温度传感器 在主轴端面布置在主轴端面布置非接触式位移传感器非接触式位移传感器,让主轴连续运行,让主轴连续运行,同时采集各温度传感器温度信号和位移传感器位移信号同时采集各温度传感器温度信号和位移传感器位移信号温度传感温度传感器器位移传感位移传感器器 在主轴端面布置在主轴端面布置接触式位移传感器接触式位移传感器,让主轴连续运行一段,让主轴连续运行一段时间后,记录一次各温度传感器数据,测量一次热变形。时间后,记录一次各温度传感器数据,测量一次热变形。8.3 热误差补偿热误差补偿第8章
15、数控机床误差与补偿8.3 热误差补偿热误差补偿二、热误差的测量二、热误差的测量2、进给轴热变形的测量、进给轴热变形的测量进给系统热误差测量进给系统热误差测量 x温度传感温度传感器器温度传感温度传感器器温度传感温度传感器器 首先在丝杠首先在丝杠两端轴承两端轴承和和螺母副螺母副处布置温度传感器处布置温度传感器 让机床工作运动一段时间,采用光栅或激光干涉仪测量让机床工作运动一段时间,采用光栅或激光干涉仪测量进进给轴某位置处给轴某位置处的定位误差的定位误差第8章数控机床误差与补偿三、热误差建模三、热误差建模 通过热误差测量可得到多个测温点的温度值和热误差值通过热误差测量可得到多个测温点的温度值和热误差
展开阅读全文