CN112476059B - 一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法 - Google Patents

一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112476059B
CN112476059B CN202011410267.XA CN202011410267A CN112476059B CN 112476059 B CN112476059 B CN 112476059B CN 202011410267 A CN202011410267 A CN 202011410267A CN 112476059 B CN112476059 B CN 112476059B
Authority
CN
China
Prior art keywords
error
measuring
measuring device
machine tool
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011410267.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112476059A (zh
Inventor
雷学平
桂林
张圣平
黄建
许刚
龚明海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Heavy Duty Machine Tool Group Corp
Original Assignee
Wuhan Heavy Duty Machine Tool Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Heavy Duty Machine Tool Group Corp filed Critical Wuhan Heavy Duty Machine Tool Group Corp
Priority to CN202011410267.XA priority Critical patent/CN112476059B/zh
Publication of CN112476059A publication Critical patent/CN112476059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112476059B publication Critical patent/CN112476059B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明属于机床检测领域，提供一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，用于数控机床各进给轴的误差数据自适应补偿，该方法使用的测量***包括数控***、伺服电机、两套测量装置，其中一套是半闭环测量装置，安装在伺服电机上，另一套是全闭环测量装置，安装在移动部件上，两套测量装置与数控***相连；当数控机床在正常工作时，定时读取机床进给轴的第一测量装置、第二测量装置的值，导入嵌入式模型算法，经过一系列读值计算后控制***给出机床进给轴的间隙误差与螺距误差。本发明利用机床自有的测量***完成机床进给轴间隙误差、螺距误差的计算，大大提高机床使用的可靠性、安全性、精度维持等。

Description

一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法
技术领域
本发明属于机床检测领域，具体涉及一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，用于数控机床各进给轴的误差数据自适应补偿。
背景技术
数控机床传动***基本都是伺服电机驱动机械传动链使部件移动，大部分数控机床都有两套测量单元，第一套称为半闭环，安装在伺服电机上，第二套称为全闭环，安装在移动部件上，直接测量移动部件的位置。由于机械传动链有间隙与螺距误差存在，在机床制造过程中会对各轴进行机外测量并将测量的间隙误差、螺距误差数据存在机床控制***中。在机床使用一段时间后机械磨损带来了位置精度丧失，造成机床精度下降。现有技术中只能对机床再次使用机外测量***对其进行检测并将新测量的间隙与螺距误差数据重新存在机床控制***，这样就需要停机检测，耗费大量时间进行重新测量。在重新测量补偿工作前，存在加工零件品质下降的风险。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，尤其是对数控机床位置精度的保持的不足，提出一种适用于机床的机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，机床不需外部检测***仅使用自身的检测***在线自动检测各进给轴的间隙及螺距误差，对各进给轴的误差数据进行自适应补偿。
为实现上述技术目的，本发明提供的方案如下。
一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，该方法使用的测量***包括数控***、伺服电机、两套测量装置，其中一套是半闭环测量装置，安装在伺服电机上，另一套是全闭环测量装置，安装在移动部件上，两套测量装置与数控***相连；该方法包括以下步骤：
(1)将机床轴的位置行程分为n个区域；
(2)将每个区域划分i个点，i取值范围为0到m；
(3)读取位置区域j上两套测量装置的一系列值，j取值范围为1到n：
(3-1)将第一测量装置第i点的位置值P1ji(P)存储到缓存M10；
(3-2)将第二测量装置第i点的位置值P2ji(P)存储到缓存M20；
(3-3)将第一测量装置第i+1点的位置值P1ji+1(P)存储到缓存M11；
(3-4)将第二测量装置第i+1点的位置值P2ji+1(P)存储到缓存M21；
(4)计算位置区域j上两套测量装置运行行程的值：
(4-1)将第一测量装置第i+1点到第i点的行程值PS1ji(P)存储到缓存MS10，
PS1ji(P)＝P1ji+1(P)-P1ji(P)→MS10；
(4-2)将第二测量装置第i+1点到第i点的行程值PS2ji(P)存储到缓存MS20，
PS2ji(P)＝P2ji+1(P)-P2ji(P)→MS20；
(5)计算位置区域j上两套测量装置运行行程的差值：
Eji(P)＝PS1ji(P)-PS2ji(P)；
(6)计算位置区域j上两套测量装置运动行程差值的最大值、最小值、平均值：
Ejimax(P)＝MAX(Ej1(P)，Ej2(P)……，Eji(P))；
Ejimin(P)＝MIN(Ej1(P)，Ej2(P)……，Eji(P))；
Ejiaverage(P)＝AVERAGE(Ej1(P)，Ej2(P)……，Eji(P))；
(7)选取间隙误差：
若机床已测量过间隙误差与螺距误差，并存储在数控***中，则选取数控***里的间隙误差为最终间隙误差GEji(P)；
若机床数控***里没有间隙误差，则选取Ejimin(P)为最终间隙误差GEji(P)；
(8)计算螺距误差，并按位置值存储：
PEji(P)＝Eji(P)-GEji(P)。
在上述技术方案中，两套测量装置中的测量元件为光栅、磁栅、或感应同步器，运动方式为直线或回转。
在上述技术方案中，伺服电机的运动方式为直线或回转。
本发明机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，采用数控***实时读取第一测量装置与第二测量装置的值，经过数学模型算法，将本发明所述的方法嵌入控制***内，组成一个机内获取间隙误差及螺距误差的测量***，包括数控***、伺服电机、第一测量装置、第二测量装置、嵌入式模型算法。当数控机床在正常工作时，定时读取机床进给轴的第一测量装置、第二测量装置的值，导入嵌入式模型算法，经过一系列读值计算后控制***给出机床进给轴的间隙误差与螺距误差。
本发明结构原理简单、成本低，利用机床自有的测量***完成机床进给轴间隙误差、螺距误差的计算，大大提高机床使用的可靠性、安全性、精度维持等。通过本发明方法获得间隙误差、螺距误差数据在线动态地实时更新，可提高加工零件的质量品质。
附图说明
图1为本发明方法使用的测量***的原理示意图。
图2为本发明方法间隙误差、螺距误差测量计算工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例提供一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差***，包括：数控***1、第一测量装置2、伺服电机3、机械传动驱动装置4、移动部件5、支撑部件6、第二测量装置7，嵌入式模型算法单元8。
其中：数控***1可以是数值控制器或带CPU的计算设备；第一测量装置、第二测量装置的测量元件可以是任何可以测量位移的测量元件；部件的移动可以是直线或回转。
本发明机内测量机床轴运行间隙误差及螺距误差的方法适用于机床所有的数控轴。数控***1用于第一测量装置2、第二测量装置7对移动部件5位移的读取，模型算法单元完成移动部件5间隙、螺距误差的计算及存储。
如图2所示，本发明实施例提供一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，包括以下步骤：
1.将机床轴的行程分为n个区域；
2.将每个区域划分i个点，i取值范围为0到m；
3.随机任意读取第一测量装置、第二测量装置的测量机床轴同一位置的位置值，并记录P1ji(P)、P2ji(P)；
P1ji(P)为位置区域j上第i点读取第一测量装置的位置值，P1ji+1(P)为位置区域j上第i+1点读取第一测量装置的位置值，即第i点的后一点读取的位置值，PS1ji(P)为位置区域j上i到i+1两点的距离；P2ji(P)为位置区域j上第i点读取第二测量装置的位置值，P2ji+1(P)为位置区域j上第i+1点读取第二测量装置的位置值，即第i点的后一点读取的位置值，PS2ji(P)为位置区域j上i到i+1两点的距离；j取值范围为1到n；
4.求出各自位置区域的螺距，求出整个区域行程上误差的最大值Ejimax(P)、最小值Ejimin(P)、平均值Ejiaverage(P)，定义位置区域的间隙误差GEji(P)，求出螺距误差PEji(P)。
表1描述了不同行程区域机床传动轴的间隙与位置误差。该数据存储在数控装置存储器里。
表1
Figure GDA0003679089090000051
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有多种变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范畴。

Claims (3)

1.一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，其特征在于：该方法使用的测量***包括数控***、伺服电机、两套测量装置，其中一套是半闭环测量装置，安装在伺服电机上，另一套是全闭环测量装置，安装在移动部件上，两套测量装置与数控***相连；该方法包括以下步骤：
(1)将机床轴的行程分为n个区域；
(2)将每个区域划分i个点，i取值范围为0到m；
(3)读取位置区域j上两套测量装置的一系列值，j取值范围为1到n：
(3-1)将第一测量装置第i点的位置值P1ji(P)存储到缓存M10；
(3-2)将第二测量装置第i点的位置值P2ji(P)存储到缓存M20；
(3-3)将第一测量装置第i+1点的位置值P1ji+1(P)存储到缓存M11；
(3-4)将第二测量装置第i+1点的位置值P2ji+1(P)存储到缓存M21；
(4)计算位置区域j上两套测量装置运行行程的值：
(4-1)将第一测量装置第i+1点到第i点的行程值PS1ji(P)存储到缓存MS10，
PS1ji(P)＝P1ji+1(P)-P1ji(P)→MS10；
(4-2)将第二测量装置第i+1点到第i点的行程值PS2ji(P)存储到缓存MS20，
PS2ji(P)＝P2ji+1(P)-P2ji(P)→MS20；
(5)计算位置区域j上两套测量装置运行行程的差值：
Eji(P)＝PS1ji(P)-PS2ji(P)；
(6)计算位置区域j上两套测量装置运动行程差值的最大值、最小值、平均值：
Ejimax(P)＝MAX(Ej1(P)，Ej2(P)……，Eji(P))；
Ejimin(P)＝MIN(Ej1(P)，Ej2(P)……，Eji(P))；
Ejiaverage(P)＝AVERAGE(Ej1(P)，Ej2(P)……，Eji(P))；
(7)选取间隙误差：
若机床已测量过间隙误差与螺距误差，并存储在数控***中，则选取数控***里的间隙误差为最终间隙误差GEji(P)；
若机床数控***里没有间隙误差，则选取Ejimin(P)为最终间隙误差GEji(P)；
(8)计算螺距误差，并按位置值存储：
PEji(P)＝Eji(P)-GEji(P)。
2.根据权利要求1所述的机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，其特征在于：两套测量装置中的测量元件为光栅、磁栅、或感应同步器，运动方式为直线或回转。
3.根据权利要求1所述的机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法，其特征在于：伺服电机的运动方式为直线或回转。
CN202011410267.XA 2020-12-03 2020-12-03 一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法 Active CN112476059B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011410267.XA CN112476059B (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011410267.XA CN112476059B (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112476059A CN112476059A (zh) 2021-03-12
CN112476059B true CN112476059B (zh) 2022-11-04

Family

ID=74938155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011410267.XA Active CN112476059B (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112476059B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000099119A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Sodick Co Ltd ボールねじピッチ誤差の補正方法
CN1562563A (zh) * 2004-03-31 2005-01-12 清华大学 数控机床误差补偿方法及其***
CN103753351A (zh) * 2013-12-24 2014-04-30 西安瑞特快速制造工程研究有限公司 一种全闭环伺服***的数控机床反向间隙监测方法
CN106524908A (zh) * 2016-10-17 2017-03-22 湖北文理学院 一种机床全行程空间误差的测量方法
JP2017061011A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 オークマ株式会社 工作機械の幾何誤差同定方法及び幾何誤差同定プログラム
CN108334029A (zh) * 2017-12-11 2018-07-27 武汉华中数控股份有限公司 嵌入误差补偿功能的数控机床设备及其补偿方法
CN108907888A (zh) * 2018-09-06 2018-11-30 西安科技大学 半闭环控制下数控机床进给***换向误差峰值预测方法
CN110077028A (zh) * 2019-04-30 2019-08-02 济宁科力光电产业有限责任公司 伺服压力机全闭环非线性预测控制方法与***
CN110398359A (zh) * 2019-08-14 2019-11-01 华南理工大学 一种机械传动链综合误差的动态检测方法及装置
CN210427004U (zh) * 2019-08-14 2020-04-28 华南理工大学 一种机械传动链综合误差的动态检测装置
CN111338291A (zh) * 2020-04-07 2020-06-26 湖北文理学院 一种基于机床定位精度测量的阿贝误差补偿方法及***

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000099119A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Sodick Co Ltd ボールねじピッチ誤差の補正方法
CN1562563A (zh) * 2004-03-31 2005-01-12 清华大学 数控机床误差补偿方法及其***
CN103753351A (zh) * 2013-12-24 2014-04-30 西安瑞特快速制造工程研究有限公司 一种全闭环伺服***的数控机床反向间隙监测方法
JP2017061011A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 オークマ株式会社 工作機械の幾何誤差同定方法及び幾何誤差同定プログラム
CN106524908A (zh) * 2016-10-17 2017-03-22 湖北文理学院 一种机床全行程空间误差的测量方法
CN108334029A (zh) * 2017-12-11 2018-07-27 武汉华中数控股份有限公司 嵌入误差补偿功能的数控机床设备及其补偿方法
CN108907888A (zh) * 2018-09-06 2018-11-30 西安科技大学 半闭环控制下数控机床进给***换向误差峰值预测方法
CN110077028A (zh) * 2019-04-30 2019-08-02 济宁科力光电产业有限责任公司 伺服压力机全闭环非线性预测控制方法与***
CN110398359A (zh) * 2019-08-14 2019-11-01 华南理工大学 一种机械传动链综合误差的动态检测方法及装置
CN210427004U (zh) * 2019-08-14 2020-04-28 华南理工大学 一种机械传动链综合误差的动态检测装置
CN111338291A (zh) * 2020-04-07 2020-06-26 湖北文理学院 一种基于机床定位精度测量的阿贝误差补偿方法及***

Also Published As

Publication number Publication date
CN112476059A (zh) 2021-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101721969B1 (ko) 기어들에서 인벌류트들의 위치 결정을 위한 방법
ES2939000T3 (es) Método para optimizar la productividad de un proceso de mecanizado de una máquina CNC
CN101419066B (zh) 一种两轴随动控制检测齿轮齿廓和螺旋线的方法
CN104209808A (zh) 机床及其控制方法
CN108907888B (zh) 半闭环控制下数控机床进给***换向误差峰值预测方法
CN109063326B (zh) 一种考虑微观修形和实际加工误差的齿轮精确建模方法
CN102481648A (zh) 内齿轮加工方法及内齿轮加工机
CN101066584A (zh) 磨齿加工用成形磨砂轮修整器
CN103286686B (zh) 数控成形磨齿金刚滚轮非线性磨损补偿***及方法
JP2009202327A (ja) スクリューロータの加工方法及び加工装置、及び加工用エンドミル並びにスクリュー圧縮機の製造方法
CN101762388A (zh) 环面蜗杆齿面误差测量方法
US20210008653A1 (en) Gear machining support device and gear machining device
CN104501763A (zh) 一种新型齿轮测量中心测量方法
CN113524039B (zh) 一种用于数控磨床的砂轮轮廓在位测量装置及方法
JP2010120150A (ja) 工作機械の熱変形補正のための推定方法
CN1670562A (zh) 定位方法和定位装置
CN105392586A (zh) 圆形孔加工方法和圆形孔加工装置
WO2021179561A1 (zh) 一种农机齿轮修形加工工艺
CN1093948C (zh) 对工件进行评价以进行加工的方法
CN112476059B (zh) 一种机内测量轴运行间隙误差及螺距误差的方法
CN115562159A (zh) 刀路规划方法、装置及计算机可读存储介质
Sato et al. Finished surface simulation method to predicting the effects of machine tool motion errors
CN101476980B (zh) 非圆齿轮误差单面啮合滚动点扫描测量方法和装置
CN109839897A (zh) 机床的控制装置
CN104551265A (zh) 一种盘形刀具加工面齿轮的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant