数控机床误差的辨识新方法研究及补偿应用

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２ ９ 　 山 秦工案 捉术 　 工 业 技 术 　 数控机 床误 差 的辨 识新 方法研究及补偿 应用　 李 阵， 王海 东　 （ 沈 阳机床股份有 限公 司 ， 沈阳 １ 　 １ ０ １ ４ １） 　 摘 要 ：数控 机床的误差辨识是验证机床 综合 性能的主要手段和重要 方式，通过误差辨识得 出的结 果可 以为补偿误 差提 供理论依据 ，误 差的诊　 断结果 同时还 能

够为机床 的检修提供 科学的判断 ，本文就数控机床存 在的空间定位误差进行综合性分析 ，利用变换坐标的方式建立新 的坐标体　 系， 帮 助 机 床 进 行 误 差 的 测 量 和 补 偿 。 　 关 键 词 ： 数 控 机 床 ； 误 差 ； 辨 识 方 法 ； 补 偿 应 用　 数控机床在使 用的过程 中会 出现一 系列误差 ，最主要 的误 差是热　 部件配置所造 成 ，这种误差可 以通过数 控系统对其进行补偿 ，，定位误　 误差和 几何误 差 ，需要提高数控机床 的加工精度 ，就需要采 用合 适的　 差往往是与温 度有关又与位置有关 的误 差 ，需要在不 同的温 度下对误　 方式减 少这 两种误差对数控机床工作 的影响。随着我 国制造 水平 的提　 高 ，对于数控 机床精度的要求也越 来越 高 ，但是精度越密集 的机床 ， 　 其热误 差 占总误差的 比例往往越 高 ，因此 ，对热误差进行 补偿是提高　 数控机床精度 的关键 。 　 差进行测量 ， 通过 插补法建立 定位误 差与温度和位置之间的关系模型 ， 　 并对此进行补充补偿 。 　 ２ ． ２ 补 偿 装 置 的 安 装　 １ 　 数控机床误差的主要辨识方法　 １ ． １ 数 据 评估 法　 在进行误差补偿 时需要安装适 当的补偿 装置 。 　 首先 在机床上布置一些温度传 感器 ，通过传感接 口与补偿器进行　 连接 ， 对 机床的温度进行检 测 ，从而更好的预测机床存 在的误差 。在　 补偿器 上还需要 连接 位移传 感器 ， 用来检测补偿后的机床主轴热偏移 。 　 数 据评估法是对机床 的每个轴中的直线度和垂 直度进行测量 ，然　 将 笔记本 电脑 的串口与补偿 器的串 口进行连接 ，通过 上位机程序进行　 后将 测量的数据和机床 的初始状态时的数据进行综 合 比较 ，根据机床　 调试。补偿器还需要同数控系统进行连接 ，对外部 的输 出线进行简化 ， 　 几何 精度的变化将测 量出来的结果单独绘制成 几何 图形 ，就能通过 图 　 预留一根触发信号线 ，可以控制最大输出的偏移量。 　 形找 出敏感的直线误 差甚至是垂直误差 。将所 有实验中取得 的数据绘　 ２ ． ３ 补偿 的实施效果分析　 制在 一张 图形上 ，从 中得 到 占空率对机床几何精度 变化的影 响。直线　 通过上述测量可 以得 到定位误差 ，然后对定 位误差和主轴的热 误　 度 的误差可 以由机床 轴进 行判断 ，横轴上 的直线度 数据一般不能超过　 差进行建模 ，通过误 差补偿装置进行综合性补偿 。在进行补偿之前 需　 ３ 微米 ，主要原 因在 于横轴对 热有一定 的敏感性 ，从传感 器收集到 的 　 要对机床的运动轴进 行测量 ，其次还需要测量 补偿装置输出值 的对 应　 数据 可 以看 出温度与 机床其他部位相 比存在 的差别。纵轴上 的垂直 直　 特性 ，下图为定位误差补偿的相应输出值 。 　 线 度一 般会达到 １ ５ 微米 ，这根横 轴的运 动有着 一定 的联 系。与直 线　 激光测量仪对 数控机床误差 的补偿 ， 对 于

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