淺述機(jī)床反向間隙對加工精度的影響

在機(jī)床加工零件的過程中，引起加工誤差的原因有很多。如機(jī)床零部件由于強(qiáng)度、剛度不夠引起的變形和振動(dòng)，從而造成的誤差；還有因傳動(dòng)件的慣性、溫度變化、電氣線路的時(shí)間滯后等原因帶來的加工偏差等。有些誤差通過調(diào)整機(jī)床可以消除，這就需要我們通過數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償來消除。反向間隙對機(jī)床加工精度的影響是一個(gè)重要影響因素，在使用半閉環(huán)伺服數(shù)控機(jī)床時(shí)加工零件時(shí)，常常會(huì)因?yàn)榉聪蜷g隙而使得加工出零件不符合產(chǎn)品的精度要求，因而對反向間隙的測量和補(bǔ)償就顯得尤為重要。

一、機(jī)床反向間隙對數(shù)控加工的影響

1.1形狀精度 ① 反向間隙過大會(huì)對加工精度有很大影響，尤其是曲線加工。會(huì)影響到尺寸公差和曲線的一致性。 ②反向間隙對銑圓的圓度有影響 在銑圓時(shí)，若偏差過大就會(huì)造成“圓不夠圓”，類似于橢圓的形狀，從而對銑出的圓的圓度產(chǎn)生影響。

1.2位置精度 ① 反向間隙會(huì)對倆中心孔孔距有影響 在G00快速定位運(yùn)動(dòng)中，反向間隙影響機(jī)床的定位精度，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時(shí)各孔間的位置精度降低。

二、加工中心機(jī)床反向間隙的檢測

2.1手輪往復(fù)一次，回原位，百分表兩次讀數(shù)之差就是間隙值。也是該插補(bǔ)的數(shù) 。

2.2測量兩個(gè)孔的相對位置可以看出，用千分表測量機(jī)床的反向間隙 。 2.3圓度誤差可以通過球桿儀進(jìn)行測量 。

三、加工中心機(jī)床反向間隙引起的加工誤差案例

3.1機(jī)床反向間隙對孔位置的影響。 在孔位置有較高要求時(shí)，機(jī)床的反向間隙會(huì)影響到孔與孔間的相對位置度。

3.2軸反向間隙對深度加工的影響。 在加工孔或輪廓的深度有較高要求的，機(jī)床的反向間隙會(huì)對其產(chǎn)生影響。

3.3反向間隙對圓度的影響 。

四、加工中心機(jī)床反向間隙的產(chǎn)生原因

4.1反向間隙：因?yàn)榻z杠和絲母之間肯定存在一定的間隙，所以在正轉(zhuǎn)后變換成反轉(zhuǎn)的時(shí)候，在一定的角度內(nèi)，盡管絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，但是絲母還要等間隙消除（受力一側(cè)的）之后才能帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)間隙就是反向間隙，但是要反映在絲杠的旋轉(zhuǎn)角度上。

4.2首先先確認(rèn)是半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，因?yàn)闄C(jī)床的反向間隙具體是與其控制系統(tǒng)相關(guān)的： ①.半閉環(huán)控制系統(tǒng)（檢測組件安裝在伺服電動(dòng)機(jī)的軸端或絲杠端，而工作臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)沒有包括在控制回路中，所以無法檢測移動(dòng)部件的實(shí)際位置。 ② .閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)不需要補(bǔ)償反向間隙（該系統(tǒng)具有檢測回饋裝置，在加工過程中隨時(shí)檢測移動(dòng)部件的實(shí)際位置，故一般不需要反向補(bǔ)償）， ③ 開環(huán)伺服系統(tǒng)一般不進(jìn)行反向補(bǔ)償（不具有檢測回饋裝置）。 因而適合于在使用半閉環(huán)控制系統(tǒng)的機(jī)床進(jìn)行反向間隙補(bǔ)償。

五、減小加工中心機(jī)床反向間隙對數(shù)控加工的影響的方法

5.1單向進(jìn)給 單向走，使機(jī)床坐標(biāo)進(jìn)行單向累加，從而減小反向間隙的影響。

5.2回零 從參考點(diǎn)開始測量，從零點(diǎn)測量，故相對位置較準(zhǔn)確。

5.3通過參數(shù)控制 1851、1852參數(shù)（FAUNC）進(jìn)行更改來消除（1851控制G01的反向間隙，1852控制G00的反向間隙）。測出機(jī)床反向間隙值后，在機(jī)床的參數(shù)設(shè)置中，將反向間隙補(bǔ)償值輸入即可。（不可進(jìn)行過盈補(bǔ)償）。

5.4機(jī)械調(diào)整 間隙較大，就需調(diào)整機(jī)械間隙，機(jī)械調(diào)整，對滾珠絲桿螺母副進(jìn)行調(diào)整，旋緊即可。（不能過緊）如：傳動(dòng)齒輪，雙螺母可自行調(diào)整；單螺母只能找絲杠廠家更換鋼珠，維修調(diào)整。

5.5儀器調(diào)整 通過激光干涉儀器檢測出機(jī)床再各個(gè)位置的反向間隙值，輸入到機(jī)床內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償（具體參數(shù)查詢機(jī)床數(shù)據(jù)）。

5.6補(bǔ)償其存在以下不足之處： ① 由于運(yùn)動(dòng)鍵中絲杠與螺母之間的間隙值在絲杠全長呈非線性關(guān)系，因此以一個(gè)測量值代表共綜合間隙誤差是不合理的，加上測量間隙值時(shí)存在誤差，因此這種補(bǔ)償法準(zhǔn)確度較低。 ②一般進(jìn)給鏈的綜合間隙誤差是在靜態(tài)條件下測出的，而機(jī)床實(shí)際是在動(dòng)態(tài)環(huán)境下工作的，因而靜態(tài)誤差與動(dòng)態(tài)誤差有較大差別。因此這種補(bǔ)償法不能真實(shí)補(bǔ)償實(shí)際誤差。 ③不能補(bǔ)償因切削誤差。

綜上所述：反向間隙誤差補(bǔ)償是數(shù)控機(jī)床保證其加工精度的重要手段。系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償法不影響加工程序的編寫，易操作，簡單明了，在一定范圍內(nèi)具有一定的效果，但局限性較大。加工程序補(bǔ)償法效果較好，特別適用半于半閉環(huán)系統(tǒng)，特別是對無法檢測部件實(shí)際位置的半閉環(huán)伺服系統(tǒng)具有較大的實(shí)際作用。反向間隙值輸入數(shù)控系統(tǒng)后，數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償此值。但隨著數(shù)控機(jī)床的長期使用，反向間隙會(huì)因運(yùn)動(dòng)副磨損而逐漸增大，因此必須定期對數(shù)控機(jī)床的反向間隙值進(jìn)行測定和補(bǔ)償，從而大大減少或消除反向間隙對機(jī)床精度、工件加工精度產(chǎn)生的不良影響。