[發(fā)明專利]一種全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床反向間隙檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010743884.5
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112008490B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇;陶文堅(jiān);李杰;潘世祿;賈永鋒;胡金龍;徐強(qiáng);王一鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙凱

本發(fā)明公開了一種全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床反向間隙檢測方法，屬于機(jī)床精度檢測技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，包括以下步驟：a、選取檢測點(diǎn)位；b、采集并保存數(shù)據(jù)；c、設(shè)置伺服跟蹤數(shù)據(jù)采集參數(shù)；d、得到坐標(biāo)軸的運(yùn)行位置?時(shí)間圖；e、通過步驟d的位置數(shù)據(jù)，得到光柵尺從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的位移量H1,從C點(diǎn)到D點(diǎn)的位移量H2；編碼器從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的位移量h1,從C點(diǎn)到D點(diǎn)的位移量h2；f、通過計(jì)算編碼器與光柵尺對應(yīng)位置的位移量差值的絕對值表征反向間隙。本發(fā)明能夠在全閉環(huán)位置反饋系統(tǒng)中直接進(jìn)行反向間隙的檢測，準(zhǔn)備時(shí)間短，檢測效率和檢測精度高，操作簡單，對反向間隙的精度狀態(tài)評估具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到機(jī)床精度檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床反向間隙檢測方法。

背景技術(shù)

在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動鏈的各環(huán)節(jié)中，比如齒輪傳動、滾珠絲杠螺母副等都存在著反向間隙。反向間隙是影響機(jī)械加工精度的因素之一，當(dāng)數(shù)控機(jī)床工作臺在其運(yùn)動方向上換向時(shí)，由于反向間隙的存在會導(dǎo)致伺服電動機(jī)空轉(zhuǎn)而工作臺無實(shí)際移動，稱為失動。若反向間隙數(shù)值較小，對加工精度影響不大則不需要采取任何措施；若數(shù)值較大，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性明顯下降，加工精度明顯降低，尤其是曲線加工，會影響到尺寸公差和曲線的一致性，此時(shí)必須進(jìn)行反向間隙的消除或是補(bǔ)償，以提高加工精度，再加上機(jī)械傳動部件隨著設(shè)備的投入生產(chǎn)，機(jī)械磨損增大，反向間隙對加工精度的影響愈加明顯，因此定期對坐標(biāo)軸進(jìn)行反向間隙檢測是評估設(shè)備加工精度的必要手段。

反向間隙的常規(guī)檢測方法包括采用千分表/百分表配合磁力表座進(jìn)行檢測或采用激光干涉儀兩種方法。雖然采用激光干涉儀得到的檢測數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，但其準(zhǔn)備時(shí)間長，檢測效率低，對操作者的技能水平要求較高，使得推廣應(yīng)用受阻，另一方面采用千分表/百分表配合磁力表座的檢測方法，只適用于半閉環(huán)的位置測量系統(tǒng)，然而針對全閉環(huán)位置測量系統(tǒng)的反向間隙檢測時(shí)，需要對坐標(biāo)軸的位置反饋系統(tǒng)進(jìn)行切換，修改參數(shù)多、操作復(fù)雜、對操作者的技能水平要求高，再加上操作時(shí)人為因素的干擾，直接影響檢測精度的準(zhǔn)確性，因此用該種方法也無法完成快速、精確的反向間隙檢測。

公開號為CN 104122840A，公開日為2014年10月29日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)軌跡測試分析系統(tǒng)，由硬件和軟件兩部分組成，其特征在于：硬件部分采集數(shù)控機(jī)床的內(nèi)置編碼器、光柵尺信號和外置位置傳感器信號，能夠?qū)崿F(xiàn)同步采集多通道信號；軟件部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)軌跡測試分析，完成標(biāo)準(zhǔn)圓軌跡測試、空間圓軌跡測試、菱形軌跡測試以及直線往復(fù)測試，獲取圓誤差圖譜、空間圓誤差圖譜、菱形誤差圖譜以及傳動誤差圖譜，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動精度和運(yùn)動特性檢測。

該專利文獻(xiàn)公開的數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)軌跡測試分析系統(tǒng)，可以給出機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)圓軌跡測試、空間圓軌跡測試、菱形軌跡測試以及直線往復(fù)測試方法，軌跡明確、設(shè)置操作簡單、分析結(jié)果有效，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的精度檢測。但是，需要外置位置傳感器，且在全閉環(huán)位置反饋系統(tǒng)中無法直接進(jìn)行反向間隙的檢測，檢測效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床反向間隙檢測方法，本發(fā)明能夠在全閉環(huán)位置反饋系統(tǒng)中直接進(jìn)行反向間隙的檢測，準(zhǔn)備時(shí)間短，無需其他外置工具，無人為因素的干擾，檢測效率和檢測精度高，操作簡單，對反向間隙的精度狀態(tài)評估具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床反向間隙檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、選取檢測點(diǎn)位，坐標(biāo)軸以速度v勻速正向進(jìn)給到達(dá)A點(diǎn)，并在A點(diǎn)暫停S秒，隨即以相同運(yùn)動參數(shù)向正向移動至B點(diǎn)，并在B點(diǎn)暫停S秒,接著以相同運(yùn)動參數(shù)向負(fù)向移動至C點(diǎn)，并在C點(diǎn)暫停S秒,最后以相同運(yùn)動參數(shù)向正向移動至D點(diǎn)，并在D點(diǎn)暫停S秒，結(jié)束坐標(biāo)軸的運(yùn)動；

b、在步驟a中，坐標(biāo)軸在到達(dá)A點(diǎn)暫停時(shí)，啟動西門子伺服跟蹤功能，對編碼器及光柵尺的實(shí)際位置進(jìn)行采集并保存數(shù)據(jù)；