數控機床定位精度
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-03
數控機床定位精度的實例教程
該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。
數控機床定位精度，是指機床各坐標軸在數控裝置控制下運動所能達到的位置精度。數控機床的定位精度又可以理解為機床的運動精度。對工件加工精度的重要性不言而喻。普通機床由手動進給，定位精度主要決定于讀數誤差，而數控機床的移動是靠數字程序指令實現的，故定位精度決定于數控系統和機械傳動誤差。機床各運動部件的運動是在數控裝置的控制下完成的，各運動部件在程序指令控制下所能達到的精度直接反映加工零件所能達到的精度，所以，定位精度是一項很重要的檢測內容。
接下來重點介紹幾種數控加工中心定位精度的方法。
1、直線運動重復定位精度檢測
檢測用的儀器與檢測定位精度所用的相同。一般檢測方法是在靠近各坐標行程中點及兩端的任意三個位置進行測量，每個位置用快速移動定位，在相同條件下重復7次定位，測出停止位置數值并求出讀數最大差值。以三個位置中最大一個差值的二分之一，附上正負符號，作為該坐標的重復定位精度，它是反映軸運動精度穩定性的最基本指標。
2、直線運動定位精度檢測
直線運動定位精度一般都在機床和工作臺空載條件下進行。按國家標準和國際標準化組織的規定（ISO標準），對數控機床的檢測，應以激光測量為準。在沒有激光干涉儀的情況下，對于一般用戶來說也可以用標準刻度尺，配以光學讀數顯微鏡進行比較測量。但是，測量儀器精度必須比被測的精度高1~2個等級。
為了反映出多次定位中的全部誤差，ISO標準規定每一個定位點按五次測量數據算平均值和散差-3散差帶構成的定位點散差帶。
展開 最終，他們打造出的“高速立式五軸加工中心VMC40U”成為了我國第一臺運動加速度達到2G的高端數控機床，實現定位精度4微米，重復定位精度2微米，在精度與高速技術指標方面均達到世界一流水平，而這支校企合作的研發團隊也將成為機床行業新的“造風者”。
成功源于反復打磨的“上理方法”
“機床的主要結構改動要慎重。”這在機床行業是個“不成文”的規定。從企業角度看，一套模具動輒幾十萬，交給“沒有實戰經驗”的高校來研究改造，試錯的成本太高。而精于科學研究方法的高校，無處進行實驗以佐證方法論，也只能紙上談兵。這成為校企產學研合作的阻力之一。
2015年，沈陽機床集團的1000余臺機床急需解決振動問題，集團董事長關錫友找到了上理工，李郝林教授團隊經過三個月的機床測試與改造，有效解決了機床的振動問題。自從這次合作以后，雙方達成了持續合作的共識，并共建了沈陽機床-上海理工大學 i5智能機床聯合實驗室。沈陽機床集團直接派出工程師團隊“駐扎”在學校實驗室，而機械工程學院的學生也趁著寒暑假到沈陽機床廠實操，設計—研發—生產的效率大大提升。
除了加強與工廠的合作之外，李郝林教授還不忘帶著團隊開展調研學習。“上理工緊挨著上海機床廠，以前我每個星期都會去廠里轉個三四趟，經常在工廠的大道上遇到廠領導，他們會調侃我說‘上理職工’又來啦。”李郝林笑著回憶道。
此外，只要一有時間和機會，李郝林還會到德國斯圖加特大學等國外領先的研究所學習，“知己知彼才能百戰不殆，我們會跟著國外團隊學習，如果他們遇到某個機床的問題，看看他們是怎么解決的，他們在研究關注什么，這有助于我們開拓思路，與國際水平比肩。”
展開 數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。
該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。
數控機床定位精度，是指機床各坐標軸在數控裝置控制下運動所能達到的位置精度。數控機床的定位精度又可以理解為機床的運動精度。對工件加工精度的重要性不言而喻。普通機床由手動進給，定位精度主要決定于讀數誤差，而數控機床的移動是靠數字程序指令實現的，故定位精度決定于數控系統和機械傳動誤差。機床各運動部件的運動是在數控裝置的控制下完成的，各運動部件在程序指令控制下所能達到的精度直接反映加工零件所能達到的精度，所以，定位精度是一項很重要的檢測內容。
接下來重點介紹幾種數控加工中心定位精度的方法。
1、直線運動重復定位精度檢測
檢測用的儀器與檢測定位精度所用的相同。
一般檢測方法是在靠近各坐標行程中點及兩端的任意三個位置進行測量，每個位置用快速移動定位，在相同條件下重復7次定位，測出停止位置數值并求出讀數最大差值。
以三個位置中最大一個差值的二分之一，附上正負符號，作為該坐標的重復定位精度，它是反映軸運動精度穩定性的最基本指標。
2、直線運動定位精度檢測
直線運動定位精度一般都在機床和工作臺空載條件下進行。
按國家標準和國際標準化組織的規定（ISO標準），對數控機床的檢測，應以激光測量為準。
在沒有激光干涉儀的情況下，對于一般用戶來說也可以用標準刻度尺，配以光學讀數顯微鏡進行比較測量。
但是，測量儀器精度必須比被測的精度高1~2個等級。
展開 在單向運動精度保持正常后作為起始點的正向運動，手脈每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=d1=d2=d3…=0.1mm，說明電機運行良好，定位精度良好。而返回機床實際運動位移的變化上，可以分為四個階段：①機床運動距離d1>d=0.1mm（斜率大于1）；②表現出為d=0.1mm>；d2>d3（斜率小于1）；③機床機構實際未移動，表現出最標準的反向間隙；④機床運動距離與手脈給定值相等（斜率等于1），恢復到機床的正常運動。
無論怎樣對反向間隙（參數1851）進行補償，其表現出的特征是：除第③階段能夠補償外，其他各段變化仍然存在，特別是第①階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發現，間隙補償越大，第①段的移動距離也越大。
分析上述檢查，數控技工培訓認為存在幾點可能原因：一是電機有異常；二是機械方面有故障；三是存在一定的間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲杠完全脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。電機運行正常；在對機械部分診斷中發現，用手盤動絲杠時，返回運動初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下，應能感覺到軸承有序而平滑的移動。經拆檢發現其軸承確已受損，且有一顆滾珠脫落。更換后機床恢復正常。
3.機床電氣參數未優化電機運行異常
一臺數控立式銑床，配置FANUC0-MJ數控系統。在加工過程中，發現X軸精度異常。檢查發現X軸存在一定間隙，且電機啟動時存在不穩定現象。用手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較嚴重，啟停時不太明顯，JOG方式下較明顯。
分析認為，故障原因有兩點，一是機械反向間隙較大；二是X軸電機工作異常。利用FANUC系統的參數功能，對電機進行調試。首先對存在的間隙進行了補償；調整伺服增益參數及N脈沖抑制功能參數，X軸電機的抖動消除，機床加工精度恢復正常。
展開 數控銑床是數控加工行業常用機加工設備，其加工精度將直接影響加工件的尺寸、形狀，從而影響產品最后的產出質量。數控銑床的精度是各個運動部件在同一系統的同一控制下，能夠達到準確的位置。
雖然如今我國的數控加工行業日益發達，加工機床也已經逐漸走在世界前列，但是在實際應用中還有諸多問題，需要在實際操作中實際應對。
（一鑫創研車間）
下面小編將從以下幾個方面對直接影響數控銑床加工精度的因素進行簡述：
1、反向間隙誤差和絲桿螺距誤差。
首先必須認為那是到，我國現代的數控銑床床主要是通過伺服電機帶動滾珠絲桿進行定位控制。因而，滾珠絲桿在運行過程中的傳輸誤差將會改變數控銑床的精度定位。部分數控銑床采用的是半閉環控制伺服系統，在伺服系統發生驅動脈沖信號給伺服電機時，將確保伺服電機的旋轉角度同私服系統保持一致。
但是，由于傳動減速箱的齒輪間隙與絲桿絲母之間會存在或大或小的間隙，這些間隙在反向傳動的瞬間反映出來，表現就是電機已經反向轉動到一定的角度，但是對應運動部件卻始終沒動。各個不同位置的螺距也會存在差異，這就是絲桿螺距誤差。
2、全閉環緊急系統結構誤差
全閉環進給系統特別是電氣補償的存在，從理論上講，應該不會存在反向間隙誤差和螺距誤差。但是在實際生產過程中，這兩種因素帶來的誤差依然存在。系統傳送中的機械間隙，將造成光柵等反饋設備的反向失動。滾珠絲桿制造的誤差導致會存在伺服系統要求的位置與反饋設備檢測到位置不一致，伺服系統驅動電機反復尋找比較位置，從而會引發機床的抖動，這也會影響銑床的定制精度。這也是銑床在加工過程中會抖動的其中一種原因。
3、導軌精度的影響
數控機床的床身導軌是安裝在銑床床身的，作用是保持銑床各部分精度和加工精度。所以無論在什么時間，床身導軌都應該讓各直線運動部件在運動是始終保持直線性精度。
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拉表法測量導軌直線度
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