CNC-værktøjsmaskiner i forarbejdning, fra beregningen af forarbejdningsprogrammet til at styre maskinværktøjet til forarbejdning, styres automatisk af CNC-systemet. Fordi operatøren ikke kan gribe ind, undgå menneskelige fejl, men på samme tid er der nogle fejl kan ikke være menneskelig kompensation. Derfor stiller CNC-værktøjsmaskinen selv højere krav til nøjagtighed. På dette grundlag er det også håbet, at CNC-systemet kan give fuld udfoldelse til CNC-værktøjsmaskinens funktioner for automatisk at kompensere for nogle fejl.
For open-loop og semi-closed-loop CNC-værktøjsmaskiner afhænger dets positioneringsnøjagtighed hovedsageligt af nøjagtigheden af fødeskruen, så CNC-værktøjsmaskiner bruger ofte højpræcisionskugleskruer. Men skruer har altid fabrikationsfejl, og langvarig brug vil føre til slitage. Derfor er en af de almindelige metoder til yderligere at forbedre positioneringsnøjagtigheden af værktøjsmaskiner at kompensere for stigningsfejlen for kugleskruen.
1, Hardware-metode til at kompensere princippet om kugleskruestigningsfejl
Tidligere i open-loop CNC-værktøjsmaskiner, brugte ofte hardwaremetoden til at kompensere pitchfejlen, det vil sige brugen af mekaniske metoder til at måle fejlfordelingskurven for en bestemt aksekugleskrue i CNC-værktøjsmaskiner, den akkumulerede fejlværdien af tonehøjden når en pulsækvivalent position for at installere en blok. Når maskinbordet bevæger sig, sender mikrokontakten, der er installeret på værktøjsmaskinen, et fejlkompensationssignal, hver gang den rører blokken, og stepmotoren instrueres i at tage flere eller færre skridt gennem styrekredsløbet.
Denne intermitterende pulskompensationsmetode tilføjer nogle mekaniske dele (såsom kompensationshåndtag, blok osv.) og kredsløb (såsom kredsløbet, der transmitterer kompensationssignalet fra mikroswitchen til CNC-enheden) til CNC-maskinens bord. Derudover er denne kompensationsmetode mere velegnet til stepmotordrevne open-loop CNC-værktøjsmaskiner og pulsinkrementale interpolationsmetoder, men ikke til DC- eller AC servomotordrevne semi-closed-loop CNC-værktøjsmaskiner. Derfor bruger de fleste CNC-værktøjsmaskiner i øjeblikket softwaremetoder til at kompensere for stigningsfejlen for kugleskruen.
2,Tsoftwaremetoden til at kompensere princippet om fejl ved kugleskruens pitchfejl.
Pitch fejl software kompensation metode af den grundlæggende idé er: i en CNC værktøjsmaskine på aksen af kugleskruen i hele området af bevægelse, med CNC instruktioner til at placere bordet i bestemte positioner som kommando position, med høj præcision position målesystem til at måle den faktiske position af disse positioner (det meste af den nuværende brug af laserinterferometer som et højpræcisionsmåleinstrument), den faktiske position og kommandopositionen til sammenligning, beregne kugleskruen Fejlfordelingskurven over hele slaget er beregnet. Fejlene indtastes i CNC'en i form af en tabel. Derefter tager den numeriske styring automatisk højde for fejlværdierne ved styring af aksebevægelsen og kompenserer for dem ved hjælp af det udarbejdede program.
3, Testenhed og resultatanalyse
Tag den langsgående kugleskrue på CNC vertikal fræser som et eksempel, den effektive arbejdslængde af retningskugleskruen er 800 mm, og hver 15 mm af dens 300 mm længde er et kommandopositionspunkt. Positioneringsfejlen for hvert kommandopositionspunkt måles (dets opløsning er 0,01 um) med dobbeltfrekvens laserinterferometer. Positioneringsfejlkurven for den langsgående tabel før pitchfejlkompensationen opnås, som vist i den cirklede kurve på figuren. Efter at pitchfejlen er kompenseret af softwaremetoden, vises positioneringsfejlkurven som cirkelkurven i figuren. Det er klart, at positioneringsnøjagtigheden af CNC-værktøjsmaskiner er væsentligt forbedret ved kompensation af pitchfejl.
Pitchfejlkompensation er en af de effektive måder at forbedre positioneringsnøjagtigheden af CNC-værktøjsmaskiner med åbent sløjfe og semi-closed-loop, men det er ikke et vidundermiddel. Gentagne indstillingsfejl forårsaget af daglig stivhed i drivsystemet og unøjagtigheder i fremstillingen kan ikke kompenseres. Derudover har skruens stigningsfejl et stærkt forhold til den omgivende temperatur. Derfor er den eneste måde at forbedre nøjagtigheden af CNC-værktøjsmaskiner yderligere ved at bruge et fuldt lukket CNC-system. I CNC-systemet med fuldt lukket sløjfe er pitch-fejlen og nogle andre fejl i positionen lukket sløjfe og kan korrigeres af den lukkede sløjfe.
