数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 二、讲稿 第二章 计算机数控系统 第二节计算机数控系统的基本原理 四、误差补偿原理： 数控机床在加工时，指令的输入、译码、计算以及控制电动机的运动都是由数控系 从而避免了人为误差 但是由于整个 工过程都是自动进行的 这就需要数控系统提供各种补偿功能， 以便在加工过程中自动地补偿一些有规律的误差，提高加工零件的精度。 (一)动反转间隙补偿 在进给传动链中，齿轮传动、滚珠丝杠螺母副等均存在反转误差，这种反转间隙会 造成在工作台反向运动时，电动机空走而工作台不运动，从而造成半闭环系统的误差和 全闭环系统的位置环震荡不稳定 解决方法：采用预紧和调整的方法，减小间隙。对剩余间隙，在半闭环系统中可将 其参数测出，作为参数输入数控系统，那么，此后每当数控机床反向运动时，数控系统 会控制电动机多走一段距离，这段距离等于间隙值，从而补偿了间隙误差。需要注意的 是对全闭环系统不能采用以上补偿方法，（通常数控系统要求将间隙值设置为零），因此， 必须从机械上减小或消除间隙。有些系统具有全闭环反向间隙附加脉冲补偿，以减小其 对全闭环稳定性的影响。也就是说，斗 工作台反向运动时，对伺服系统施加一个一定脉 宽的脉冲电压（可由参数设定），以补偿间隙误差。 (二)螺距误差补偿 在半闭环系统中，定位精度很大程度上受滚珠丝杠精度的影响，尽管采用了高精度 的滚珠丝打，旧湿差总品存在的 要得到超过滚珠丝杠精度的运动精度，则必须采用螺 距误差补偿功能， 利用数控系统对误差进行补偿和修正 采用该功能的另 一个原因是 数控机床长时间使用后，由于磨损，精度可能下降。这样，采用该功能定期测量与补偿 可在保持精度的前提下，延长机床的使用寿命。 螺距误差补偿的基本原理是将数控机床某轴的指令位置与位置测量系统所测得的 实际位置相比较，计算出在全行程上的误差分布曲线，将误差以表格的形式输入数控系 统中。以后数控系统在控制该轴运动的时候，会自动考虑到该差值并加以补偿，其实施 步骤如下 1.安装高精度位移测量装置。 2.编制简单程序，在整个行程上，顺序定位在一些位置点上。所选点的数目及距 离受数控系统限制。 3.记录运动到这些点的实际精确位置。 4将各 点处的误差标出，形成在不同的指令位置处误差表 5.测量多次，取平均值。 6.将该表输入数控系统，按此表进行补偿。 例如，图2-14所示为X轴七点的误差曲线，图图2-15为输入至数控系统的螺距误 差补偿表。 兰州交通大学机电工程学院数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 2 二、讲稿 第二章 计算机数控系统 第二节 计算机数控系统的基本原理 四、误差补偿原理： 数控机床在加工时，指令的输入、译码、计算以及控制电动机的运动都是由数控系 统统一控制完成的，从而避免了人为误差。但是由于整个加工过程都是自动进行的，人 工几乎不能干预，操作者不能对误差加以补偿，这就需要数控系统提供各种补偿功能， 以便在加工过程中自动地补偿一些有规律的误差，提高加工零件的精度。 （一） 动反转间隙补偿 在进给传动链中，齿轮传动、滚珠丝杠螺母副等均存在反转误差，这种反转间隙会 造成在工作台反向运动时，电动机空走而工作台不运动，从而造成半闭环系统的误差和 全闭环系统的位置环震荡不稳定。 解决方法：采用预紧和调整的方法，减小间隙。对剩余间隙，在半闭环系统中可将 其参数测出，作为参数输入数控系统，那么，此后每当数控机床反向运动时，数控系统 会控制电动机多走一段距离，这段距离等于间隙值，从而补偿了间隙误差。需要注意的 是对全闭环系统不能采用以上补偿方法，（通常数控系统要求将间隙值设置为零），因此， 必须从机械上减小或消除间隙。有些系统具有全闭环反向间隙附加脉冲补偿，以减小其 对全闭环稳定性的影响。也就是说，当工作台反向运动时，对伺服系统施加一个一定脉 宽的脉冲电压（可由参数设定），以补偿间隙误差。 （二）螺距误差补偿 在半闭环系统中，定位精度很大程度上受滚珠丝杠精度的影响，尽管采用了高精度 的滚珠丝杠，但误差总是存在的。要得到超过滚珠丝杠精度的运动精度，则必须采用螺 距误差补偿功能，利用数控系统对误差进行补偿和修正。采用该功能的另一个原因是， 数控机床长时间使用后，由于磨损，精度可能下降。这样，采用该功能定期测量与补偿 可在保持精度的前提下，延长机床的使用寿命。 螺距误差补偿的基本原理是将数控机床某轴的指令位置与位置测量系统所测得的 实际位置相比较，计算出在全行程上的误差分布曲线，将误差以表格的形式输入数控系 统中。以后数控系统在控制该轴运动的时候，会自动考虑到该差值并加以补偿，其实施 步骤如下。 1．安装高精度位移测量装置。 2．编制简单程序，在整个行程上，顺序定位在一些位置点上。所选点的数目及距 离受数控系统限制。 3．记录运动到这些点的实际精确位置。 4．将各点处的误差标出，形成在不同的指令位置处误差表。 5．测量多次，取平均值。 6．将该表输入数控系统，按此表进行补偿。 例如，图 2-14 所示为 X 轴七点的误差曲线，图图 2-15 为输入至数控系统的螺距误 差补偿表