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        FANUC 0i D數(shù)控機(jī)床直線軸的反向間隙的檢測與補(bǔ)償

        2016-12-31 00:00:00張勇齊曉華
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年29期

        摘 要:針對(duì)FANUC 0i D數(shù)控機(jī)床,介紹了使用步距規(guī)測量反向間隙的步驟和使用參數(shù)補(bǔ)償反向間隙的方法。希望通過文章的分析,能夠?qū)ο嚓P(guān)工作提供參考。

        關(guān)鍵詞:FANUC 0i D;步距規(guī);反向間隙補(bǔ)償

        1 概述

        數(shù)控機(jī)床的主要精度指標(biāo)要求包括幾何精度,位置精度和加工精度。其中位置精度主要包括定位精度和重復(fù)定位精度等,它的大小直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度。而數(shù)控機(jī)床位置精度誤差產(chǎn)生的主要原因是滾珠絲杠等機(jī)械結(jié)構(gòu)存在反向間隙。FANUC 0i-D數(shù)控系統(tǒng)可以通過參數(shù)補(bǔ)償反向間隙,從而提高數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度。

        目前我國檢測數(shù)控機(jī)床軸線反向間隙經(jīng)常采用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè):國際標(biāo)準(zhǔn)ISO230-2:1997或國家標(biāo)準(zhǔn)GB17421.2-2000。經(jīng)常采用的測量儀器有激光干涉儀和步距規(guī)。有些用戶認(rèn)為步距規(guī)太老舊了,激光干涉儀的精度更高,其實(shí)這是很大的誤解。舉例來說,直到今天,世界上最高檔的數(shù)控裝備當(dāng)屬高檔三坐標(biāo)測量機(jī),如南京齒輪廠在2011年購買的一臺(tái)德國萊茲公司生產(chǎn)的規(guī)格為3m的三坐標(biāo)測量機(jī),德國人就是用規(guī)格1m的步距規(guī)分段進(jìn)行現(xiàn)場檢驗(yàn)和校準(zhǔn)的。[1]文章介紹利用步距規(guī)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床反向間隙測量的步驟和方法。

        2 反向間隙的測量步驟

        采用步距規(guī)和激光干涉儀檢測反向間隙的步驟基本一致,即在所檢測的軸線行程中記錄三個(gè)以上基準(zhǔn)位置的讀數(shù),每個(gè)位置多次測量取平均數(shù),并將各個(gè)位置處的平均數(shù)的最大值作為反向間隙測量值。具體測量步驟如下:(1)清零1851,1852號(hào)參數(shù)后重啟數(shù)控系統(tǒng)。(2)數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)。(3)將步距規(guī)放置到工作臺(tái)上找正。以測量X軸反向間隙為例,找正的目的就是使步距規(guī)軸線與X軸軸線平行。放置步距規(guī)之前要將步距規(guī)和工作臺(tái)擦拭干凈后再放置,另外杠桿百分表表?xiàng)U不宜伸出過長。(4)編制數(shù)控程序按照圖1標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)循環(huán)路徑移動(dòng)。

        圖1 是GB17421.2-2000給出的標(biāo)注檢驗(yàn)循環(huán)路徑。圖中的步距規(guī)有8個(gè)基準(zhǔn)位置,一共進(jìn)行了五組數(shù)據(jù)的測試,每組數(shù)據(jù)包括正反兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)采集,也就是說在每一個(gè)基準(zhǔn)位置有正反兩個(gè)方向需要記錄數(shù)據(jù),共五組數(shù)據(jù)。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB17421.2-2000對(duì)數(shù)據(jù)處理即可得到該直線軸的反向間隙數(shù)據(jù)。

        操作中要注意區(qū)分運(yùn)動(dòng)起始位置和基準(zhǔn)位置?;鶞?zhǔn)位置應(yīng)為待檢測軸線移動(dòng)一定距離后的位置,即從運(yùn)動(dòng)起始位置開始運(yùn)動(dòng)一定距離后才接觸基準(zhǔn)位置,不能將起始位置作為基準(zhǔn)位置進(jìn)行測量,否則會(huì)造成較大的測量誤差。FANUC 0i D數(shù)控系統(tǒng)區(qū)分切削進(jìn)給G01與快速進(jìn)給G00時(shí)的反向間隙補(bǔ)償,在編制數(shù)控程序時(shí)需要分別使用G01和G00指令編制兩個(gè)檢測程序。

        3 FANUC 0i-D數(shù)控機(jī)床反向間隙參數(shù)補(bǔ)償

        根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知,反向間隙的測量值隨著切削運(yùn)動(dòng)速度的不同有所變化。一般情況下,采用G01的測量值比G00的測量值大。FANUC 0i D數(shù)控系統(tǒng)可以針對(duì)G01,G00分別進(jìn)行反向間隙補(bǔ)償。

        FANUC 0i-D的1800號(hào)參數(shù)的第四位#4 RBK:是否進(jìn)行切削/快速移動(dòng)反向間隙補(bǔ)償[3]。該位需要設(shè)置為1來表示區(qū)分切削/快速進(jìn)給反向間隙補(bǔ)償。

        1851號(hào)參數(shù):反向間隙補(bǔ)償量[3],單位為μm,輸入數(shù)據(jù)時(shí)要注意單位轉(zhuǎn)換,并且需要注意軸號(hào)與所檢測的軸對(duì)應(yīng)。另外,一般數(shù)控機(jī)床廠家會(huì)對(duì)1851等重要系統(tǒng)參數(shù)加密,為了能對(duì)這類參數(shù)編輯,操作人員需要獲得相應(yīng)權(quán)限使這些參數(shù)處于可編輯的狀態(tài)。

        1852號(hào)參數(shù):每個(gè)軸的快速移動(dòng)時(shí)的反向間隙補(bǔ)償量[3]。

        數(shù)控機(jī)床Y軸的反向間隙補(bǔ)償可參照上面X軸反向間隙補(bǔ)償步驟進(jìn)行。Z軸的反向間隙補(bǔ)償需要將步距規(guī)豎直放置到工作臺(tái)上進(jìn)行,具體步驟和X軸檢測步驟類似。

        4 結(jié)束語

        激光干涉儀容易受到檢測環(huán)境溫度變化、振動(dòng)等諸多因素影響,測量數(shù)據(jù)的一致性不好。對(duì)于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床用戶來說,熟練地使用步距規(guī)、建立起完善的機(jī)床檢測制度是提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本的有效方法。我國高精度步距規(guī)已經(jīng)達(dá)到世界級(jí)水平,桂林安一量具有限公司已能生產(chǎn)具有世界級(jí)水平的高精度步距規(guī)[1]。隨著使用年限的增加數(shù)控機(jī)床不可避免會(huì)產(chǎn)生磨損,同時(shí)反向間隙也會(huì)越來越大。定期進(jìn)行反向間隙檢測,使用高精度步距規(guī)并選擇參數(shù)補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行反向間隙的補(bǔ)償,可以在保持?jǐn)?shù)控機(jī)床精度的前提下延長數(shù)控機(jī)床的使用壽命。

        參考文獻(xiàn)

        [1]用步距規(guī)檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床定位精度[J].機(jī)械工程師,2012(5):5-6.

        [2]GB/T 17421.2-2000,340-350.機(jī)床檢驗(yàn)通則[S].2000.

        [3]FANUC Series 0i-MODEL D 參數(shù)說明書[Z].1998:115-116.

        作者簡介:張勇(1976-),男,漢族,天津市人,工學(xué)碩士,講師,主要研究方向:數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修。

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