文獻(xiàn)綜述---數(shù)控加工中的螺距誤差補(bǔ)償技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、<p>　　數(shù)控加工中的螺距誤差補(bǔ)償技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　一.螺距誤差產(chǎn)生的原因及誤差補(bǔ)償?shù)囊饬x</p><p>　　螺距誤差，從字面上看是指滾珠絲杠的螺距間隙，一般產(chǎn)生螺距誤差的原因有：</p><p>　　1.機(jī)床絲杠本身螺距累計(jì)誤差造成的機(jī)床目標(biāo)值偏差；</p><p>　　2.是在機(jī)床絲杠的裝配過程中，由于

2、采用了雙支撐結(jié)構(gòu)使絲杠軸向拉長,造成絲杠螺距誤差增加，產(chǎn)生機(jī)床目標(biāo)值偏差；</p><p>　　3.是在機(jī)床裝配過程中, 由于絲杠軸線與機(jī)床導(dǎo)軌平行度的誤差引起的機(jī)床目標(biāo)值偏差。</p><p>　　但在誤差補(bǔ)償中，測量的是每個(gè)坐標(biāo)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)精度；因此，螺距誤差不單純是絲桿的螺距間隙，它還與伺服信號(hào)、電機(jī)輸出、齒輪傳動(dòng)、絲杠傳動(dòng)等等有關(guān)。實(shí)際上，為了提高數(shù)控機(jī)床的加工精度，在設(shè)計(jì)上已考慮到

3、了如何減小進(jìn)給傳動(dòng)裝置的間隙，諸如在進(jìn)給傳動(dòng)裝置中加入減速器環(huán)節(jié)，通過減小單位脈沖對應(yīng)的進(jìn)給部件位穆量(即脈沖當(dāng)量)、采用預(yù)緊的滾珠絲杠、以及減少傳動(dòng)件和連接件等辦法來達(dá)到提高傳動(dòng)精度和定位精度的目的。因此，影響數(shù)控機(jī)床加工精度的最大因素就和絲杠的螺距誤差有關(guān)了；因?yàn)榻?jīng)過長時(shí)間的磨合，在整個(gè)絲杠長度上，總有一段是使用額率最高的，而在這一段與其它不常用的一些地方相比，磨損程度就大一些，總會(huì)產(chǎn)生一定程度的差異；對于信號(hào)回路以及電機(jī)或者齒輪傳

4、動(dòng)，因其與軸運(yùn)動(dòng)的區(qū)域段關(guān)系不很大，因此常規(guī)上定義的螺距誤差補(bǔ)償就指的是絲杠運(yùn)動(dòng)的螺距誤差補(bǔ)償。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床大都采用滾珠絲杠作為機(jī)械傳動(dòng)部件，電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。如果滾珠絲杠沒有螺距誤差，則滾珠絲杠轉(zhuǎn)過的角度與對應(yīng)的直線位移存在線性關(guān)系。實(shí)際上，制造誤差和裝配誤差始終存在，難以達(dá)到理想的螺距精度，存在螺距誤差，其反映在直線位移上也存在一定的誤差，降低了機(jī)床的加工精度

5、。而利用數(shù)控系統(tǒng)提供的螺距誤差補(bǔ)償功能，可以對螺距誤差進(jìn)行補(bǔ)償和修正，達(dá)到提高加工精度的目的。另外，數(shù)控機(jī)床經(jīng)長時(shí)間使用后，由于磨損等原因造成精度下降，通過對機(jī)床進(jìn)行周期檢定和誤差補(bǔ)償，可在保持精度的前提下延長機(jī)床的使用壽命。</p><p>　　對于機(jī)床定位精度上，螺距誤差補(bǔ)償能改善的機(jī)床性能指標(biāo)有：</p><p>　　a．機(jī)床的定位精度；</p><p>　　

6、b．機(jī)床的重復(fù)定位精度；</p><p>　　c．傳動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng)的反向誤差。</p><p>　　而螺距誤差補(bǔ)償對開環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)具有顯著的效果，可明顯提高系統(tǒng)的定位精度和重復(fù)定位精度，而在半閉環(huán)系統(tǒng)中，定位精度很大程度上受滾珠絲杠精度的影響，雖采用精度高的滾珠絲杠，因制造誤差、裝配誤差始終存在, 要得到高的運(yùn)動(dòng)精度，必須采用螺距誤差補(bǔ)償功能，利用數(shù)控系統(tǒng)對螺距誤差進(jìn)行補(bǔ)償與修正

7、；對于全閉環(huán)控制系統(tǒng)，由于其控制精度高，螺距誤差補(bǔ)償效果不突出，但也可以進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償，以便提高控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，縮短機(jī)床的調(diào)試時(shí)間。</p><p>　　二．國內(nèi)外螺距誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?lt;/p><p>　　1.國外螺距誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?lt;/p><p>　　國外的大部分機(jī)床的螺距誤差補(bǔ)償是以高精度的檢測裝置為基準(zhǔn)的，采用的是等間距螺距誤差補(bǔ)償，這種補(bǔ)償方法選取機(jī)床參

8、考點(diǎn)作為補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)點(diǎn)，然后每隔一定距離作為一個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)，通過給補(bǔ)償點(diǎn)編號(hào)，并根據(jù)工作臺(tái)的現(xiàn)行位置計(jì)算補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)，可方便地用軟件實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償。</p><p>　　等間距螺距誤差補(bǔ)償首先選取機(jī)床參考點(diǎn)作為補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)點(diǎn)，機(jī)床參考點(diǎn)由反饋系統(tǒng)提供的相應(yīng)基準(zhǔn)脈沖來選擇。然后實(shí)測出機(jī)床某一坐標(biāo)軸各補(bǔ)償點(diǎn)的反饋增量值修正，以伺服分辨率為單位存入IFC 表。</p><p>　　補(bǔ)償點(diǎn)IFC值=（數(shù)據(jù)指令值

9、-實(shí)際位置值）/伺服分辨率</p><p>　　一個(gè)完整的IFC 表要一次裝入，不宜在單個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。當(dāng)其完整性遭到破壞時(shí)，可定期刷新IFC 表。</p><p>　　等間距螺距誤差補(bǔ)償?shù)能浖?shí)現(xiàn)過程分以下六步：</p><p>　?、?計(jì)算工作臺(tái)離開補(bǔ)償基準(zhǔn)點(diǎn)的距離。</p><p>　　Di = Ri - REF</p&

10、gt;<p>　　式中：Di —采樣周期工作臺(tái)離開補(bǔ)償基準(zhǔn)點(diǎn)的距離</p><p>　　Ri ———采樣周期工作臺(tái)的絕對位置</p><p>　　REF ———補(bǔ)償基準(zhǔn)點(diǎn)的絕對位置</p><p>　　② 根據(jù)Di 的符號(hào)決定采用正向被償(Di > 0) 還是負(fù)向補(bǔ)償(Di < 0)，圖1 所示。</p><p>　

11、　③ 確定當(dāng)前位置所對應(yīng)的補(bǔ)償點(diǎn)號(hào)Ni 。</p><p>　　Ni =[Di/校正間隔]</p><p>　　式中，[ ]表示取整數(shù)部分,校正間隔在確定IFC值時(shí)確定,且恒為正數(shù)。</p><p>　?、?判斷當(dāng)前位置是否需要補(bǔ)償。</p><p>　　若Ni = Ni - 1 ,無需補(bǔ)償,否則需要補(bǔ)償。</p><p&

12、gt;　?、?查IFC 表，確定補(bǔ)償點(diǎn)Ni上的補(bǔ)償值。當(dāng)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)方向與補(bǔ)償方向一致時(shí)(對正向補(bǔ)償Ni >Ni - 1 ，對負(fù)向補(bǔ)償Ni < Ni - 1 ，補(bǔ)償值δi 取IFC(Ni)，否則，取- IFC(Ni - 1) 。</p><p>　?、?修正位置反饋增量及當(dāng)前位置坐標(biāo)。</p><p>　　△Ri +δi △Ri</p><p>　

13、　Ri +δi Ri</p><p><b>　　補(bǔ)償原理</b></p><p>　　將數(shù)控機(jī)床某軸的指令位置與高精度測量系統(tǒng)測得的實(shí)際位置進(jìn)行比較，計(jì)算出在全行程上的誤差曲線，并將誤差值以表格形式輸入數(shù)控系統(tǒng)中。加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)在對該軸實(shí)施控制時(shí)，會(huì)自動(dòng)對該軸誤差值加以補(bǔ)償。</p><p>　　誤差補(bǔ)償步驟如下：①在機(jī)床上安裝高

14、精度位移測量裝置（國外大部分采用磁柵，光柵以及激光干涉儀等）；②編制簡單程序，在整個(gè)行程上順序設(shè)置一些位置點(diǎn)； ③測量并記錄運(yùn)行到這些位置點(diǎn)時(shí)的實(shí)際精確位置； ④標(biāo)出各位置點(diǎn)的誤差值，形成在不同的指令位置處的誤差表；⑤通過多次測量，取平均值；⑥將修正表輸入數(shù)控系統(tǒng),按此表進(jìn)行誤差補(bǔ)。</p><p>　　以SINUMERIK 802S/ C 數(shù)控系統(tǒng)為例，介紹數(shù)控機(jī)床螺距誤差的等間距補(bǔ)償。補(bǔ)償通過補(bǔ)償文件進(jìn)行，以

15、Z 軸作為補(bǔ)償軸，補(bǔ)償起始點(diǎn)為100mm(絕對坐標(biāo)) ，補(bǔ)償間隔為100mm，補(bǔ)償終止點(diǎn)為1200mm(絕對坐標(biāo)) 。</p><p>　　首先設(shè)定螺補(bǔ)軸的補(bǔ)償參數(shù)(見表1) 。</p><p>　　系統(tǒng)在下一次上電時(shí)將對系統(tǒng)內(nèi)存進(jìn)行重新分配，用戶信息如零件程序、固定循環(huán)、刀具參數(shù)等會(huì)被清除，所以設(shè)定參數(shù)之前應(yīng)將用戶信息卸載到計(jì)算機(jī)中。然后利用工具盒盤中的TRANS802.BAT 將螺補(bǔ)文

16、件讀入計(jì)算機(jī)中，填入數(shù)據(jù)后傳回?cái)?shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　設(shè)置螺補(bǔ)功能激活參數(shù):</p><p>　　需要注意,MD32700 = 1 時(shí)，802S/ C 內(nèi)部補(bǔ)償文件自動(dòng)進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài)。如果需要修改補(bǔ)償值，須先修改補(bǔ)償文件，還須將MD32700 = 0，待補(bǔ)償值輸入802S/ C 后再恢復(fù)MD32700 =1。系統(tǒng)再次上電，螺補(bǔ)功能設(shè)定完畢。需要注意，螺距誤差補(bǔ)償是按軸進(jìn)行的，且必須

17、返回參考點(diǎn)后才會(huì)生效。</p><p>　　2.國內(nèi)螺距誤差補(bǔ)償方法</p><p>　　目前,國內(nèi)外都在開展通過軟件對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行誤差補(bǔ)償，取得了一定進(jìn)展。由于各數(shù)控系統(tǒng)存在封閉性，因而難于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一融合。激光干涉儀對誤差的測量精度很高，但價(jià)格昂貴，需要專人操作,不適宜在生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境下工作。而數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家進(jìn)行螺距誤差的補(bǔ)償,又需要手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算復(fù)雜，容易出錯(cuò)。 而步距規(guī)測量制造簡單

18、，操作方便，可以滿足大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的要求，特別適用于我國國情和大批量的數(shù)控機(jī)床機(jī)電聯(lián)調(diào)的需要。因此以步距規(guī)為測量基準(zhǔn)，充分利用擁有自主版權(quán)的華中數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對非高精度半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度的評價(jià)和螺距誤差的自動(dòng)補(bǔ)償，并用激光干涉儀對機(jī)床補(bǔ)償前后的位置精度作出評價(jià)。大量試驗(yàn)以及現(xiàn)場應(yīng)用證明了這一方法的可行性,并以此作為華中數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)功能模塊，投入現(xiàn)場生產(chǎn)應(yīng)用。只要采用高精度的測量方法，稍加修改，即可對高精度機(jī)床進(jìn)行螺距誤差的自動(dòng)補(bǔ)償

19、。因此在國內(nèi)以步距規(guī)為測量基準(zhǔn)而代表性的是華中數(shù)控系統(tǒng)，所以下面介紹華中的數(shù)控的螺距誤差補(bǔ)償方法。</p><p>　　（1）螺距誤差補(bǔ)償原理</p><p>　　在機(jī)床坐標(biāo)系中，在無補(bǔ)償?shù)臈l件下，于軸線測量行程內(nèi)將測量行程分為若干段，測量出各目標(biāo)位置Pi的平均位置偏差xi，把平均位置偏差反向疊加到數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)指令上，實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置為Pij=Pi+xi，使誤差部分抵消，實(shí)現(xiàn)誤差的補(bǔ)償。&l

20、t;/p><p>　?。?）螺距誤差測定程序</p><p>　　圖1為步距規(guī)結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　因步距規(guī)測定精度時(shí)操作簡單而在批量生產(chǎn)中被廣泛采用，步距規(guī)經(jīng)精密加工后，用三坐標(biāo)測量機(jī)或激光干涉儀校準(zhǔn)，以步距規(guī)為測量基準(zhǔn)，對非高精度半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度的評價(jià)和螺距誤差的自動(dòng)補(bǔ)償十分方便。</p><p>　　步距規(guī)測量誤差主要由以下幾

21、方面組成：測量基準(zhǔn)面和步距規(guī)軸線垂直度誤差；測量時(shí)步距規(guī)軸線和測量軸線的平行度誤差；由于不在同一直線測量而引起的阿貝誤差；杠桿千分表帶來的誤差。本文給出利用步距規(guī)測定機(jī)床螺距誤差的數(shù)控程序：</p><p><b>　　%0008；文件頭</b></p><p>　　G92 X0 Y0 Z0；建立臨時(shí)坐標(biāo)（應(yīng)該從參考點(diǎn)位置開始）</p><p>

22、;　　WHILE[TRUE]；循環(huán)次數(shù)不限，即死循環(huán)</p><p>　　#1=P1 輸入步距規(guī)P1點(diǎn)尺寸</p><p>　　#2=P2；輸入步距規(guī)P2點(diǎn)尺寸</p><p>　　#3=P3；輸入步距規(guī)P3點(diǎn)尺寸</p><p>　　#4=P4；輸入步距規(guī)P4點(diǎn)尺寸區(qū)性</p><p>　　#5=P5；輸入步距規(guī)P5

23、點(diǎn)尺寸</p><p>　　G90 G01 X5 F1500；X 軸正向移動(dòng)5mm</p><p>　　G01 Y15 F1500；Y 軸正向移動(dòng)15mm，將表頭從步距規(guī)測量面上移開</p><p>　　N05 X0；X 軸負(fù)向移動(dòng)5mm 后返回測量位置，并消除反向間隙，此時(shí)測量系統(tǒng)清零</p><p>　　G01 Y0 F300；Y 軸負(fù)向

24、移動(dòng)15mm，讓表頭回到步距測量面</p><p>　　G04 X5；暫停5s，記錄表針讀數(shù)</p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　X-#1；負(fù)向移動(dòng)，使表頭移動(dòng)到（I=1，Pi=P1，下同）點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F300</b></p><p>　　

25、G04 X5；暫停5s，測量系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)</p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　X-#2；負(fù)向移動(dòng)，使表頭移動(dòng)到P2 點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F300</b></p><p><b>　　G04 X5</b></p><p>　　G

26、01 Y15 F1500</p><p>　　X-#3；負(fù)向移動(dòng)，使表頭移動(dòng)到P3 點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F300</b></p><p><b>　　G04 X5</b></p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　X-#4；負(fù)向移動(dòng)

27、，使表頭移動(dòng)到P4 點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F300</b></p><p><b>　　G04 X5</b></p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　X-#5；負(fù)向移動(dòng)，使表頭移動(dòng)到P5 點(diǎn)</p><p><b>　　Y

28、0 F300</b></p><p><b>　　G04 X5</b></p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　x-（#5+5）；負(fù)向移動(dòng)5mm（越程）</p><p>　　X-#5；越程后正向移動(dòng)至P5 點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F3

29、00</b></p><p><b>　　G04 X5</b></p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　X-#4；正向移動(dòng)至P4 點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F300</b></p><p><b>　　G04 X5

30、</b></p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　X-#3；正向移動(dòng)至P3 點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F300</b></p><p><b>　　G04 X5</b></p><p>　　G01 Y15 F1500<

31、/p><p>　　X-#2；正向移動(dòng)至P2 點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F300</b></p><p><b>　　G04 X5</b></p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　X-#1；正向移動(dòng)至P1 點(diǎn)</p><p

32、><b>　　Y0 F300</b></p><p><b>　　G04 X5</b></p><p>　　G01 Y15 F1500</p><p>　　X0；正向移動(dòng)至P0 點(diǎn)</p><p><b>　　Y0 F300</b></p><p>

33、;<b>　　G04 X5</b></p><p>　　ENDW；循環(huán)程序尾</p><p><b>　　M02；程序結(jié)束</b></p><p>　?。?）螺距誤差的補(bǔ)償方法</p><p>　　1.在開機(jī)后進(jìn)行回零操作。</p><p>　　2.在華中數(shù)控系統(tǒng)中，依次按參

34、數(shù)F3 鍵、輸入權(quán)限F3 鍵進(jìn)入下一子菜單，按數(shù)控廠家參數(shù)F1 鍵，輸入數(shù)控廠家權(quán)限口令，再按參數(shù)索引F1鍵、軸補(bǔ)償參數(shù)F4 鍵，移動(dòng)光標(biāo)選擇“0 軸”后回車進(jìn)入系統(tǒng)X 軸補(bǔ)償參數(shù)界面（0 軸對應(yīng)機(jī)床的X軸，1 軸對應(yīng)Y 軸，2 軸對應(yīng)Z 軸）。將系反向間隙、螺距補(bǔ)償參數(shù)全部設(shè)置為零后，按Esc 鍵，再連按兩次“Y”保存設(shè)置。</p><p>　　3.運(yùn)行測定程序，將步距規(guī)實(shí)際尺寸P1，P2，·

35、3;···，P1填入測量程序中，并在上述螺距補(bǔ)償界面內(nèi)依次輸入偏差值。（偏差值=指令機(jī)床坐標(biāo)值-實(shí)際機(jī)床坐標(biāo)值）</p><p>　　4.補(bǔ)償參數(shù)輸入完成后，按Esc 鍵，再按“Y”鍵保存輸入的參數(shù)，按F10 鍵回到主界面，接著退出系統(tǒng)，補(bǔ)償后的參數(shù)立即開始生效。</p><p>　　5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1 所示。</p><p>　　從實(shí)

36、驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)控機(jī)床的螺距誤差經(jīng)補(bǔ)償后已得到很大改善，這種方法可以有效地補(bǔ)償機(jī)床的螺距誤差，可以提高機(jī)床的精度，延長機(jī)床使用壽命。</p><p>　　三. 數(shù)控加工螺距誤差補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展趨勢</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平的高低和擁有量的多少是衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。作為機(jī)

37、加工行業(yè)的首選設(shè)備，數(shù)控機(jī)床的使用量日益增加，隨著零件加工精度要求的不斷提高，除要求數(shù)控機(jī)床本身具有較高精度外，還需要采用各種誤差補(bǔ)償技術(shù)，在加工過程中對誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。螺距誤差補(bǔ)償技術(shù)是提高加工精度的一個(gè)方向，其發(fā)展勢在必行。</p><p>　　等間距補(bǔ)償簡單易行，成本較低，對我國大量普通機(jī)床的技術(shù)改造以及中低檔數(shù)控機(jī)床的精度提高具有一定適用價(jià)值，但該方法補(bǔ)償點(diǎn)的位置一般是固定的，數(shù)據(jù)補(bǔ)償后就無法改變。而機(jī)

38、床的實(shí)際情況往往會(huì)發(fā)生變化，如機(jī)床坐標(biāo)軸長度不一，機(jī)床使用一段時(shí)間后磨損情況也各不相同，坐標(biāo)軸的中間區(qū)域由于使用頻率高，精度喪失快；而兩端使用較少，磨損也較??；而對于高精度的數(shù)控機(jī)床，等間距螺距誤差補(bǔ)償很難適應(yīng)坐標(biāo)軸磨損動(dòng)態(tài)變化的實(shí)際情況，一般需要采用以雙頻激光干涉儀作為測量環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償。</p><p>　　動(dòng)態(tài)補(bǔ)償也稱為在線補(bǔ)償，是一種借助機(jī)床配置的實(shí)時(shí)位置檢測系統(tǒng)所測得的數(shù)值控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)軸定位的控制方

39、法。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償操作較復(fù)雜，成本較高，但對機(jī)床精度提高效果顯著，尤其適用于高精度小型、微形零件加工用數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　基于雙頻激光干涉儀的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償</p><p>　　(1) 雙頻激光干涉儀工作原理</p><p>　　如下圖所示,利用賽曼效應(yīng)，激光器1產(chǎn)生的光束經(jīng)λ/ 4波片2和分光器3后變?yōu)檎駝?dòng)方向相互垂直、頻率分別為f1和f2的線偏振光。由分光器3反

40、射的光束送入檢偏比較器8 產(chǎn)生拍頻作為參考信號(hào)。透過分光器3的光束在偏振分光器4中分為兩路，平行于分光鏡面的f2信號(hào)通過分光器到達(dá)裝在機(jī)床移動(dòng)部件上的反射鏡5，當(dāng)機(jī)床以一定速度移動(dòng)時(shí),由于多普勒效應(yīng)而產(chǎn)生差頻Δf ，f2信號(hào)變?yōu)閒2 +Δf；垂直于分光鏡面的f1信號(hào)反射到固定反射鏡6上，經(jīng)再次反射后兩路信號(hào)在偏振分光器4中會(huì)合，但此時(shí)的信號(hào)中已含有機(jī)床移動(dòng)信息Δf；經(jīng)反射鏡7后送入檢偏比較器8，兩路信號(hào)比較后的脈沖差值即為機(jī)床的實(shí)際移動(dòng)

41、距離。</p><p>　?。?）螺距誤差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)</p><p>　　螺距誤差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)對數(shù)控機(jī)床螺距誤差進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)原理見下圖所示:</p><p>　?、偻ㄟ^串口RS232將計(jì)算機(jī)與SINUMERIK802S/ C系統(tǒng)的CNC 控制器相聯(lián)接，用Delphi編寫自動(dòng)控制軟件，由計(jì)算機(jī)控制雙頻激光干涉儀與數(shù)控機(jī)床同步工作，并對數(shù)控機(jī)床的實(shí)際位置進(jìn)行測

42、量；</p><p>　?、谟?jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡采集雙頻激光干涉儀的測量數(shù)據(jù)，并與CNC 譯碼器輸出的指令值進(jìn)行比較，其差值送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；</p><p>　　③誤差補(bǔ)償軟件將計(jì)算出的誤差補(bǔ)償值通過補(bǔ)償接口輸入數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償。</p><p>　　(3) 誤差補(bǔ)償實(shí)例</p><p>　　對一臺(tái)SINUMERIK 802S/

43、C 系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的X軸螺距誤差進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償前后的精度曲線對比見下圖。由圖可知，在對螺距誤差進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償后，機(jī)床的位置控制精度得到顯著提高，加工性能得到很大改善，而對加工零件的測量結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。</p><p><b>　　結(jié)語</b></p><p>　　螺距誤差補(bǔ)償不僅是調(diào)試新機(jī)床的重要一環(huán)，而且是在舊機(jī)床使用一段時(shí)間以后調(diào)試的必要手段。數(shù)控機(jī)床螺距誤差的等

44、間距補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償各有其優(yōu)勢與不足。等間距補(bǔ)償簡單易行，成本較低，對我國大量普通機(jī)床的技術(shù)改造以及中低檔數(shù)控機(jī)床的精度提高具有一定適用價(jià)值；動(dòng)態(tài)補(bǔ)償操作較復(fù)雜，成本較高，但對機(jī)床精度提高效果顯著，為了降低成本，在機(jī)床技術(shù)改造中也可用單片機(jī)代替計(jì)算機(jī)控制雙頻激光干涉儀與數(shù)控機(jī)床同步工作。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 周德檢.

45、數(shù)控技術(shù)，重慶大學(xué)出版社，2001.11</p><p>　　[2] 嚴(yán)愛珍.數(shù)控原理與系統(tǒng)，北京機(jī)械工業(yè)出版社，1988:146——148</p><p>　　[3] 畢承恩.現(xiàn)代數(shù)控床，北京機(jī)械工業(yè)出版社,1991.12</p><p>　　[4] 鄭修本.機(jī)械制造工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社2009.3</p><p>　　[5] 邢美峰，秦

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47、D／840D數(shù)控系統(tǒng)螺距誤差補(bǔ)償技</p><p>　　術(shù)研究,天津市高速切削與精密加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2009年4月第37卷第4期</p><p>　　[8] 王春海，張?jiān)隽?數(shù)控機(jī)床的螺距誤差檢測及補(bǔ)償,北華航天工業(yè)學(xué)院機(jī)</p><p><b>　　械工程系</b></p><p>　　[9] 王立松，張晶，裴海龍.經(jīng)