摘要：數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)受(shou)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)精(jing)度(du)影(ying)響(xiang)，提(ti)高(gao)機(ji)床(chuang)的(de)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)，能(neng)有(you)效(xiao)地(di)改(gai)善(shan)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)加(jia)工(gong)精(jing)度(du)。本(ben)論(lun)文(wen)闡(chan)述(shu)了(le)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)螺(luo)距(ju)誤(wu)差(cha)檢(jian)測(ce)、補償的原理及步驟，並通過使用激光幹涉儀檢測及補償SIEMENS 828D數控係統給出了應用實例。
關鍵字：SIEMENS 828D；定位精度；激光幹涉儀；誤差補償
1 前言
《中國製造2025》於2015年5 月19 日ri經jing國guo務wu院yuan正zheng式shi發fa布bu，成cheng為wei我wo國guo實shi施shi製zhi造zao強qiang國guo戰zhan略lve的de第di一yi個ge十shi年nian行xing動dong綱gang領ling。數shu控kong機ji床chuang作zuo為wei製zhi造zao技ji術shu與yu信xin息xi技ji術shu相xiang結jie合he的de產chan物wu和he最zui佳jia表biao現xian平ping台tai，在zai《中國製造2025》智能製造的目標下，將成為主流方向之一。與此同時，對數控機床的精度和數控機床零件加工的精度也有越來越高的要求。
數控機床的直線軸精度主要受三項精度影響：反向間隙、定位精度和重複定位精度，其中反向間隙、zhongfudingweijingdukeyitongguojixiezhuangzhidetiaozhenglaishixian，erdingweijingduzaihendachengdushangshougunzhusigangjingduyingxiang。yifangmian，jinguancaiyonglegaojingdudegunzhusigang，danzhizaowuchazongshicunzaide；另一方麵，機床經過長時間使用後，由於磨損，精度可能會下降。因此，定期檢測與補償螺距誤差，對於提高數控機床的定位精度、延長數控機床的使用壽命是最節約成本且直接有效的方法。
本論文以亞龍YL-569型828D數控機床實訓設備為載體，介紹數控機床定位精度的檢測及補償方法，如圖1所示。
圖1 亞龍YL-569型828D數控機床實訓設備
2 螺距誤差檢測及補償原理
jiangshukongjichuangmouzhixianzhoudezhilingweizhi，yugaojingduceliangxitongsuocededeshijiweizhixiangbijiao，jisuanchuzaianquanxingchengshangdewucha，bingfenbiehuizhichuqiwuchaquxian，zaijianggaiwuchaquxianshuzhihua，bingyibiaogedexingshishurushukongxitongzhong。
3 螺距誤差檢測及補償的一般步驟
（1）安裝高精度的位移測量裝置；
（2）繪製簡單的數控程序，順序定位在一些指定位置上；
（3）記錄運行到這些點的實際精確位置；
（4）將各點處的誤差記錄下來，行程誤差分析表；
（5）將表中的數據輸入數控係統中，按該表數據進行補償。
4 螺距誤差補償的實現
4.1 誤差檢測及補償
本論文以亞龍YL-569型828D數控機床實訓設備的X軸方向定位精度的檢測和誤差補償為例來說明具體操作步驟。采用等距測量，測量起點為0mm，測量終點為-400mm，測量間隔為50mm，運行次數為5次。
第一步 連接激光幹涉儀。
采用Renishaw XL-80激光幹涉儀，對數控機床的定位精度進行檢測。將激光頭、環境補償單元、線性測量光學鏡組，按如圖2所示方式連接於機床及機床側。線性測量光學鏡組的連接方式如圖3所示。
圖2 激光幹涉儀連接方式
圖3 光學鏡組連接方式
第二步 運行螺補測試程序，按照預定的最小位置（0mm）、最大位置(-400)和測量間隔(50mm)移動要進行補償的軸，並用激光幹涉儀測試每一點的誤差。螺距誤差檢測結果如圖4所示。
圖4 螺距誤差檢測結果
第三步 在係統中找出補償文件。
[Menu Select][調試][係統數據][NC數據][NC生效數據][測量係統誤差補償]，將補償文件複製、粘貼到零件程序中，如圖5所示。
圖5 補償文件
第四步 打開補償文件，將誤差值填入補償文件中。補償數組的結構如表1所示。
表1 補償數組的結構
注：補償值應填入每點的絕對補償值，並將校驗碼刪除。
本次補償結果如表2所示。
表2 補償結果
第五步 在自動方式下運行AX1_EEC.MPF程序，設定軸參數 MD32700 = 1，然後重啟係統，返回參考點後補償值生效。注：運行補償程序時，MD32700（螺距誤差補償生效）應設為0，否則係統會出現17070號報警。
4.2 螺距補償的測試
補償後，為了驗證螺距誤差補償效果，再按照相同設置值對機床的定位精度進行檢測。補償前後的機床定位精度如圖6所示。
(a)補償前機床定位精度
(b)補償後機床定位精度
圖6 補償前後數控機床定位精度
X 軸無任何補償條件下，定位精度A =114.884微米；X 軸單向螺距補償條件下，定位精度A =40.313微米。從數據中得知，通過絲杠螺距誤差補償，數控機床的定位精度得到了較大的改善，證明此補償方法很成功。
5 結論
利用激光幹涉儀測量和補償數控機床的螺距誤差，能有效地提高數控機床的定位精度，從而提高數控機床的加工精度。
參考文獻
[1]謝桂珍. 《中國製造 2025》演繹中國版“工業4.0” 數控機床成主流方向之一. 機電商報. 2015(7): 第A07 版；
[2]趙彬等. 機床的螺距誤差補償方法. 科技向導. 2014(3): 172-173；
[3]楊更更等. 數控機床絲杠傳動誤差正反雙向補償功能的實現. 組合機床與自動化加工技術. 2002(6): 4-5；
[4]陳芳. 數控機床螺距誤差測量與補償. 機床與液壓. 2009(9): 37-38；
[5]金建國等. 數控機床螺距誤差補償技術研究. 製造業與自動化. 2015(1): 18-19。
