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CNC加工中心如何补偿误差添加时间:2017-12-21
        山东一钻数控机械有限公司的小编总结来说,对于机械制造行业,制造成本受到数控机床加工精度的直接影响,加工精度越高时,制造成本就会越高,但这与行业追求经济利益的目标不服。因此,为了实现降低成本、提高加工精度的目标,会尽量的降低加工精度误差,保证加工的稳定性。精细加工中,一个主要的设备即为三轴数控铣床,该机床在加工时,自身所具备的防止误差功能比较高,但为了进一步提升加工精度,在机床中应用了几何误差补偿技术,提高加工精度,降低加工成本。
  1、三轴数控铣床几何误差概述
  数控机床运转的过程中,制造缺陷的存在、机床部件之间的配合误差等为几何误差的主要来源。对于三轴数控铣床来说,其沿着某一轴在运行的过程中,所能运动的自由度共六个,由此一来,其所存在的几何误差共包含六个分量,其中,三个几何误差分量为直线度误差,三个几何误差分量为转动误差,而三轴数控铣床共包含三个轴,几何误差分量总共有21项。在利用补偿技术补偿三轴数控铣床的几何误差时,首要的工作是测量和识别几何误差,由此可见测量几何误差工作的重要性。由于三轴数控铣床的几何误差分量总数比较多,普通的激光干涉仪无法有效地完成全部几何误差的测量,如果采用安装和调试仪器的方法来实现测量,那么测量工作所花费的时间将会非常长,
影响测量工作的效率。为此,相关的研究机构以原有的三坐标测量机为基础,经过研究及改进之后,设计出三种测量三轴数控铣床几何误差的方法,分别为22线法、14线法、9线法,经过实际测量之后发现,利用22线法和14线法测量时,联动线误差测量需要进行的比较多,测量效率仍然未有效地提升,而且在调整测量光路时,难度非常大,导致新的测量误差产生。基于存在的缺点,相关研究机构进行了相应的改进,研制出9线法,通过相应的误差模型的建立,保证坐标的独立性,各个参数解耦,可以有效地测量出三轴数控铣床的所有几何误差分量。
  2、三轴数控铣床几何误差补偿技术
  通过对三轴数控铣床运动形式的深八分析后可知,其运动形式包含三种,一是定点运行,二是直线运行,三是圆弧运动,三种运动形式组合在一起时,形成复杂运动形式,基于此,在进行几何误差补偿时,仅需补偿这三种运动形式即可。
  2.1定点运动几何误差补偿方法
  在此种运动形式中,各个数控指令值分别对应给定的位置坐标,在进行几何误差补偿时,利用数控指令修正方法,可简化误差补偿。将指令中的X、Y、Z后面数据准确获取之后,对其是否属于绝对值编程进行判断,如果判断结果为否,需要将上一点坐标值获取,从而有效保证当前的为绝对坐标,随后将此坐标数值带八到相应的公式中,将运动误差值计算出来,接着理想运动距离与刚才计算的数值相间,其差值即为实际需要运动的距离,
转化此数值,变为坐标值,该坐标即为修正后的数据,最为数控指令值,输入到机床中,保证加工精度符合既定要求,降低误差。
  2.2直线运动几何误差补偿方法
  利用几何误差补偿方法补偿直线运功方式时,需要与定点运动的补偿方法为基础。在对刀具的运动轨迹控制时,通过直线的两个端点来实现,因此,利用数控指令修正法修正数控指令值时,仅需修正这两个端点即可。在对这两个端点进行修正时,与定点运动的修正方法比较相似,需要修正的坐标值计算出来之后,输八相应的数控指令中,几何误差补偿完成。不过,三轴数控铣床在工作的过程中,空间范围内存在非线性的问题,这对直线运动的影响比较大,从而导致修正两个端点之后,误差依然存在,甚至可能发生误差增大的问题,因此,还需要进行分段补偿,也就是将机床运动的整个在直线距离划分为几个小段,之后再分别对各段的误差进行补偿,降低误差,保证机床加工时的精度。

  2.3圆弧运动几何误差补偿方法
  通常,当某个平面与机床三轴中的两轴平行时,该平面即为圆弧运动的范围,因此,圆弧运动并非是立体的运动,利用数控指令修正法补偿几何误差时,方法与直线运动基本相同,但表示圆弧时,如果采用两个端点法来表示,那么补偿的效果会比较差,基于此,补偿时不仅需要考虑两个端点,还需要考虑半径。对于数控程序来说,圆弧半径可以利用R表示,圆心位置也可以利用I、J、K表示。修正过程中,如果圆弧的半径比较短,修正方法可依据直线修正方法来进行,用上述两种方法表示的圆弧半径可以直接选择保留,不需要进行相应的补偿,但如果圆弧的半径比较长时,除了补偿两个端点之外,还需要补偿中间点,即圆弧半径较长时,同样采取分段补偿的方式来进行,以便于几何误差补偿的效果满足预期的要求,保证加工精度。利用数控指令方法补偿圆弧运动的几何误差时,首要的工作是将圆弧上点容器及该项运动的代码容器构建出来,之后,将相应的插值点与修正指令值坐标输八其中,依照制定,开始修正,并进行相应的判断,当所有的点都补偿完毕时,补偿完成。

  三轴数控铣床应用的过程中,由于多种因素的存在,导致加工时存在一定的几何误差,且三轴数控铣床为三轴运行空间,几何误差分量总数比较多,利用几何误差补偿技术补偿机床存在的误差时,通过数控指令值的修正,可以有效的降低几何误差,提升机床加工的精度,保证机床加工的稳定性。但在实际应用该技术补偿的过程中,人为因素及自然因素均会补偿结果产生的一定的影响,因此,应用过程中,还需要充分的结合买际情况。
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