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數(shù)控沖床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,數(shù)控沖床的品質(zhì)主要取決于機(jī)械部件和優(yōu)化的裝配工藝以及機(jī)電部件配合的密切程度。數(shù)控沖床的傳動(dòng)系統(tǒng)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。數(shù)控沖床直線位移由位置檢測裝置系統(tǒng)檢測,位置測量系統(tǒng)可以分為直接測系統(tǒng)和間接測量系統(tǒng)。直接測量系統(tǒng)通常采用光柵尺來檢測坐標(biāo)軸的實(shí)際直線位移,從而構(gòu)成全閉環(huán)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)控沖床,其檢測精度最高,但調(diào)試較復(fù)雜。而間接測量系統(tǒng)通常采用電編碼器,通過直接測量伺服電機(jī)或者絲杠的角位移來實(shí)現(xiàn)對坐標(biāo)軸直線位移的間接測量,從而構(gòu)成半閉環(huán)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)控沖床,其檢測精度較高,調(diào)試相對容易;對于采用間接測量系統(tǒng)的數(shù)控沖床,由于編碼器只能檢測伺服電機(jī)的角位移,不能檢測坐標(biāo)軸的實(shí)際直線位移,因此,坐標(biāo)軸的位置精度主要取決于機(jī)械系統(tǒng)的精度和剛性。就是說,機(jī)械部件的制造和裝配精度會(huì)影響機(jī)床的實(shí)際定位精度。對于傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械部件的制造和裝配誤差可以通過數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能作一定程度的補(bǔ)償,包括絲杠的反向間隙補(bǔ)償和絲杠螺距誤差補(bǔ)償。
(1)絲杠的反向間隙補(bǔ)償
在機(jī)床裝配時(shí),盡管采取了各種措施消除機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中可能存在的反向間隙誤差,如滾珠絲杠螺母增加了消除反向間隙的機(jī)構(gòu),或者采用消隙的減速箱,但是,很難完全消除傳動(dòng)系統(tǒng)中存在的反向間隙。因此,可以利用數(shù)控系統(tǒng)提供的反向間隙補(bǔ)償功能對誤差進(jìn)行補(bǔ)償。對反向間隙進(jìn)行補(bǔ)償,首先要準(zhǔn)確地測量出反向間隙的大小。由于滾珠絲杠的制造誤差,
坐標(biāo)軸的任何一個(gè)位置既有反向間隙也存在絲杠的螺距誤差,因此要在一個(gè)位置測量反向間隙往往不能測出實(shí)際的反向間隙誤差。通常采用多點(diǎn)測量法,在坐標(biāo)軸的若干個(gè)位置測量出反向間隙,然后計(jì)算平均值。最精確的方式是采用激光干涉儀測量坐標(biāo)軸全程的絲杠蝶、距誤差,同時(shí)可以測出準(zhǔn)確的反向間障。
所謂反向間隙補(bǔ)償,就是在坐標(biāo)軸反向時(shí)將刷得的反向間隙值加入位置指令中。表是8020數(shù)控系統(tǒng)的反向間隙補(bǔ)償參數(shù),在補(bǔ)償時(shí)應(yīng)將測得的反向間隙值要輸入到M032450。 在坐標(biāo)軸返回參考點(diǎn)后,數(shù)控系統(tǒng)對于反向間隙的補(bǔ)償也隨即生效。要注意,如果反向間隙值過大,可能使數(shù)控系統(tǒng)在補(bǔ)償反向間隙時(shí)出現(xiàn)速度極限報(bào)警。
(2)絲杠螺距誤差補(bǔ)償
數(shù)控沖床傳動(dòng)的關(guān)鍵機(jī)械部件是液珠絲杠。在珠絲杠采用螺旋前進(jìn)的原理,將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。在理想的情況下,絲枉沒有任何位置誤差,這時(shí)絲杠的每一個(gè)角位置,都對應(yīng)一個(gè)直線位置。絲杠每旋轉(zhuǎn)300。所對應(yīng)的直線位移量稱為絲杠螺距。絲杠的直線位置與角位置滿足下列關(guān)系:
絲杠的直線位移=絲杠螺距x(絲杠的旋轉(zhuǎn)角度/360°)
由于制造工藝的原因,在實(shí)際應(yīng)用中絲杠不可能達(dá)到理想的精度,而是存在一定徹底螺距誤差。絲杠螺距誤差的大小決定了絲杠的精度等級。絲杠的螺距誤差同樣可以利用數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能部分消除或減小。數(shù)控系統(tǒng)對絲杠誤差補(bǔ)償?shù)倪^程實(shí)際是通過調(diào)整絲杠的角度使得直線位移達(dá)到或接近指令位置。由于絲杠的誤差表現(xiàn)形式為非線性,因此數(shù)控系統(tǒng)對絲杠螺距誤差的補(bǔ)償采用了線性插補(bǔ)法。當(dāng)然,線性補(bǔ)償與非線性誤差之間的矛盾在一定程度上會(huì)影響誤差補(bǔ)償?shù)男Ч?/span>
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