1、數(shù)控機(jī)床定位精度的補(bǔ)償方法簡述北京亞崴技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司 路寶新由于機(jī)械電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 數(shù)控機(jī)床做為一種高精度、 高效 率、穩(wěn)定性強(qiáng)的自動(dòng)化加工裝備， 已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)必不可少的現(xiàn)代 化技術(shù)裝置。數(shù)控機(jī)床的定位精度是影響其高精度性能的一個(gè)重要方 面，因而也是數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收時(shí)的一個(gè)重要項(xiàng)目。 利用數(shù)控系統(tǒng)的螺距 誤差補(bǔ)償功能進(jìn)行調(diào)整， 可以大大提高數(shù)控機(jī)床的定位精度， 而電氣 控制系統(tǒng)不同，其定位精度的補(bǔ)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(bǔ)償?shù)姆?法。螺距誤差補(bǔ)償這項(xiàng)工作應(yīng)該是在機(jī)床幾何精度 （ 床身水平、平行 度、

2、垂直度等 ）調(diào)整完成后進(jìn)行的，這樣可以盡量減少幾何精度對(duì)定 位精度的影響。 另外，進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償時(shí)應(yīng)使用高精度的檢測(cè)儀器 （如激光干涉儀 ） ，這樣可以先測(cè)量再補(bǔ)償，補(bǔ)償后再測(cè)量，并按照相 應(yīng)的分析標(biāo)準(zhǔn)（如VDI3441、JIS6330、GB10931-89等）對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn) 行分析，直到達(dá)到機(jī)床對(duì)定位精度的要求范圍。機(jī)床的螺距誤差補(bǔ)償功能包括線性軸和旋轉(zhuǎn)軸兩種方式， 分別可 以對(duì)直線軸和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度進(jìn)行補(bǔ)償。但有一點(diǎn)需要注意， 就是在補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)注意：在 0° 360°之間各補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值 總和應(yīng)為 0，以使 0°和 360°的絕對(duì)位置保持一

3、致，否則旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度每超過360° 次，就產(chǎn)生一次累積誤差，從而影響機(jī)床的加 工精度。另外，螺距誤差補(bǔ)償功能的實(shí)現(xiàn)方法又有增量型和絕對(duì)型之 分。所謂補(bǔ)償就是指通過特定方法對(duì)機(jī)床的控制參數(shù)進(jìn)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(bǔ) 償軸上相領(lǐng)兩上補(bǔ)償點(diǎn)間的誤差差值為依據(jù)來進(jìn)行補(bǔ)償，而絕對(duì)型是指以被補(bǔ)償軸上各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)的絕對(duì)誤差值為依據(jù)來進(jìn)行補(bǔ)償。FANUC-0數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能是一種增量型補(bǔ)償方法，F(xiàn)ANUC-0數(shù)控系統(tǒng)與螺距誤差補(bǔ)償功能有關(guān)的參數(shù)如下：PML2PML1001176543210PML2：PML1S765432107011PML2和

4、PML1的組合決定誤差補(bǔ)償倍率，它對(duì)X、Y、Z和第四軸有效'PML2舔口 PML1S勺含義與PML2和PML1相同，它對(duì)第5、第6軸有效設(shè)定的補(bǔ)償值乘以此倍率即 為應(yīng)補(bǔ)償?shù)恼`差值。PML2(S)PML1(S)補(bǔ)償倍率10XI01X210X411X80535BKLX0536BKLY0537BKLZ0538BKL47535BKL57536BKL67537BKL77538BKL8BKLX、BKLY BKLZ BKL/BKL8依次為 X、Y、Z和第 4第 8 軸的反向間隙補(bǔ)償量，其設(shè)定范圍為 02550（檢測(cè)單位）0712PRSX0713PRS Y0714PRSZ0715PRS47713PRS

5、57714PRS6PRSX、PRSY PRS石口 PRS4 PRS6依次為 X、Y、Z 禾口第 4第 6軸的各螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)間的距離 。其設(shè)定范圍為：800099999999（單位：0.001mm）400099999999 （單位：0.0001inch ）1000PECORGX2000PECORGY3000PECORGZ4000PECORG45000PECORG56000PECORG6FANUC-0M系統(tǒng)要求機(jī)床各軸的機(jī)械坐標(biāo)參數(shù)考點(diǎn)必須是一個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，PECORGXPECORGYPECORG和 PECORG4PECORG依次為 X、Y、Z和第4第6軸的螺距誤差補(bǔ)償零點(diǎn)的編號(hào)。1001X軸第1號(hào)

6、補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:1128X軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值2001丫軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值: :2128丫軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值: :3001Z軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值3128Z軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值:4001第4軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值: :4128第4軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值: :5001第5軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值5128第5軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值6001第6軸第1號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值6128第6軸第128號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值FANUC-OM系統(tǒng)規(guī)定各第一號(hào)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)在各軸負(fù)方向最遠(yuǎn)端，即 補(bǔ)償點(diǎn)的編號(hào)從最負(fù)端開始，逐一向正方向編號(hào)。各補(bǔ)償點(diǎn)補(bǔ)償值的 設(shè)定范圍為-7+7。例：某機(jī)床X軸（線性軸）

7、行程為-1000mm到0mm機(jī)床參考點(diǎn)設(shè) 在0mm處。設(shè)定螺距誤差補(bǔ)償基準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)為 20（即參數(shù)1000=20,也 就是說設(shè)定機(jī)床參考點(diǎn)在參數(shù)1021處），螺距誤差補(bǔ)償間隔為100mm即參數(shù)712=100000）,補(bǔ)償倍率為1（即參數(shù)11位0=0,11位 仁0）。在機(jī)床行程負(fù)方向補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)為：螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)基準(zhǔn)編號(hào)-（機(jī)床在負(fù)方向行程/螺距誤差補(bǔ)償間 隔 )+1=20-(1000/100)+1 = 11在機(jī)床行程正方向補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)為：螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)基準(zhǔn)編號(hào) +（機(jī)床在正方向行程 / 螺距誤差補(bǔ)償間 隔）+1=20+（0/100）+1=21機(jī)床坐標(biāo)與補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：機(jī)床坐標(biāo) mm - 1000

8、- 900 - 800-300 - 200 - 100 0補(bǔ)償點(diǎn)號(hào) 1011 1012 10131018 1019 1020 1021如果各點(diǎn)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(diǎn)補(bǔ)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-880 數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能也是一種增量型補(bǔ)償方法，其補(bǔ)償方法與FANUC-0數(shù)控系統(tǒng)略有不同

9、。FANUC-（系統(tǒng)只能 進(jìn)行單方向補(bǔ)償，而SIEMENS-88C系統(tǒng)可以按運(yùn)行方向進(jìn)行雙向補(bǔ) 償，兩個(gè)方向的補(bǔ)償參數(shù)分別設(shè)定。FANUC-（系統(tǒng)的補(bǔ)償倍率為1、2、 4、8，各點(diǎn)補(bǔ)償值范圍為 -7+7，故各點(diǎn)可補(bǔ)償?shù)恼`差范圍為 -56+56",各點(diǎn)可不同；而SIEMENS-880系統(tǒng)的補(bǔ)償倍率（即補(bǔ)償當(dāng)量） 為0100,但各點(diǎn)要么不補(bǔ)，要么補(bǔ)一個(gè)正的當(dāng)量，要么補(bǔ)一個(gè)負(fù) 的當(dāng)量，故各點(diǎn)可補(bǔ)償?shù)恼`差范圍為-100+ 100卩叫 但補(bǔ)償當(dāng)量在 同一軸內(nèi)必須相同。SIEMENS-880 數(shù)控系統(tǒng)的螺距誤差補(bǔ)償功能相關(guān)參數(shù)只有在電源 重開及參考點(diǎn)返回之后才能生效, 具體參數(shù)含義如下： （*

10、代表各軸軸 號(hào)，0: X軸，1: 丫軸，2: Z軸，等等）NC MD220*背隙補(bǔ)償值。設(shè)定范圍：-255+255“。NCMD316*正方向補(bǔ)償指針，設(shè)定范圍：0249（第一伺服CPU指 針是機(jī)械坐標(biāo)參考點(diǎn) 對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償點(diǎn)位置。NC MD320* 負(fù)方向補(bǔ)償指針,設(shè)定范圍： 0249（第一伺服 CPU）NC MD324*兩個(gè)螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn)間距，設(shè)定范圍：032000m。NC MD328* 補(bǔ)償當(dāng)量,即倍率,設(shè)定范圍： 0 100。NC MD6000 6999 螺距誤差補(bǔ)償點(diǎn),具體分布如下：6000 6249第一個(gè)伺服 CPU的各軸。6250 6499第二個(gè)伺服 CPU的各軸。6500 6749第

11、三個(gè)伺服 CPU的各軸67506999第四個(gè)伺服CPU勺各軸MD No.位7654321 06000補(bǔ)償點(diǎn)4Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)3Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)2Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)1Y es/No +/-6001補(bǔ)償點(diǎn)8Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)7Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)6Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)5Y es/No +/-6002補(bǔ)償點(diǎn)12Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)11Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)10Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)9Y es/No +/-6248補(bǔ)償點(diǎn)996Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)995Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)994Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)9

12、93Y es/No +/-6249補(bǔ)償點(diǎn)1000Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)999Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)998Y es/No +/-補(bǔ)償點(diǎn)997Y es/No +/-表中：-=0+=1 No=0 Yes=1每一個(gè)機(jī)床參數(shù)有8位，每兩位是一個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，所以每個(gè)參數(shù)可 以設(shè)定四個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，控制器內(nèi)部規(guī)定只有最右邊的點(diǎn) (位0和位1)能 夠被設(shè)定為參考點(diǎn)。例如：如果機(jī)床某一軸的參考點(diǎn)被設(shè)定在 793號(hào) 補(bǔ)償點(diǎn)，則參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)床參數(shù)號(hào) =6000+(793-1)/4=6198 ，即機(jī) 床參考點(diǎn)下在機(jī)床數(shù)據(jù)6198,所以機(jī)床數(shù)據(jù)3160下為6198-6000=198。另外，機(jī)床參考點(diǎn)的補(bǔ)償值必須為 0,其它點(diǎn)的補(bǔ) 償以參考點(diǎn)為依據(jù)。例：某機(jī)床 X軸（線性軸）行程為-35到205mm 機(jī)床參考點(diǎn)設(shè)在0mn處，補(bǔ)償點(diǎn)間的距離為10mm補(bǔ)償當(dāng)量為1 m 則在機(jī)床行程負(fù)方向補(bǔ)償點(diǎn)個(gè)數(shù)為 3,在機(jī)床行程正方向補(bǔ)償點(diǎn)個(gè)數(shù) 為20,加上參考點(diǎn)共24個(gè)。機(jī)床補(bǔ)償參數(shù)設(shè)定如下：NC MD3160=1NC MD3200=1（正反方向補(bǔ)償曲線重合）NC MD3240=10000NC MD3280=1機(jī)床坐標(biāo)與補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：MD No.機(jī)床坐標(biāo)6000-10-20-30-4060013020100(Ref)6002706050