间隙补偿和螺距补偿
有关加工中心螺距补偿的方法
第一种安装FANUC系统的设备的螺距补偿首先，我们要确认需要设备螺距补偿的轴的间距值，相关的参数有：#3620、#3621、#3622、#3623、#3624我们从#3624中读到轴的间距数值，也就是说我们要检测的分段距离。
其次，我们需要确认整个轴的长度，相关的参数有：#1320、#1321，这两个参数之间的差值就是轴的长度。
第三，我们需要编辑程序，开始检测了。
O0001 G00G91 X0.；M98 P120002G4X4；M98 P120003；M30；O0002 G00 G91 X-40.；G4X4；M99；O0003 G00 G91 X40.；G4X4；M99；上述程序中P12中的12是次数，12*40=X轴的全程长度，X40中的40是X轴的螺距间距值。
第四，我们检测完了的数据经过分析以后要补偿给系统，需要注意的是，如果从机械零点走到轴的最远端，则需要将正向机进方向的数值倒补偿，反之，需要顺补偿。
第二种安装三菱系统的设备的螺距补偿开始的两个步骤都一致，我们只要确认了轴的全长和间距值就可以了。
第三，编辑程序O0000 G91G28X0.；G90G0X0.5；G4X1；G00X0.；G4X6；M98 P11L20；G90G0X-800.5；G4X1；G00X-800.；G4X6；M98 P12L20；M99；O0011 G91G0X0.；X-40.；G4X4；M99；O0022 G91G0X0.；X40.；G4X4；M99；第四，我们选择从机械0到-800处的检测顺序。
检测出来的数据分为两页，正向20点，负向20点，第一页中补偿负向的数值，并且从#127开始倒序补入，补偿的数值需要乘2。
第二页中补偿正向的数值，并且从#256开始倒序补入，补偿的数值需要乘2。
间隙补偿和螺距补偿
丝杠补偿一般指丝杠的螺距误差补偿.间隙补偿包括所有传动链中的间隙(包括丝杆螺母付)的补偿.由于丝杆螺距的不均匀性,传动链正,反向运动的间隙,都会直接影响数控精度,有些通改进运动付的结构,例如采用滚珠丝杆,使之正反向间隙得以消除,但螺距误差是避免不了的.所以必须进行补偿,以求较高的精度.同样,齿轮啮合需要间隙才能正常运行,这种累计间隙误差也需要通过补偿,才能提高控制精度.丝杆（丝杠）反向间隙又称丝杠背隙、丝杠间隙、丝杠失动量在数控机床的进给传动链中．齿轮传动、滚珠丝杠：螺母副等均存在反向间隙，这种厦向间隙的存在会造成机床丁作台反向运动时，伺服电动机空转而工作台实际不运动。
对于采用半闭环伺服系统的数控机球．反向问隙的存在会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响到产品的加工精度这就需要数挫系统提供反向间隙补偿功能，以便在加工过程中自动补偿一些有规律的误差，提高加工零件的精度。
并且随着数控机床使用时删的增长，反向间隙还会因磨损造成的运动副间隙的增大而逐渐增加，因此需定期对数控机床各坐标轴的反向问隙进行测定和补偿。
1.反向间隙补偿过程在数控系统无补偿的条件下，于机床测量行程范围内，在靠近行程的中点及两端的三个位置上分别进行多次测量，用千分表或百分表测量m各日标点位置P的平均反向间隙B．以所得平均值中的最大值为反向隙值B，并输人到数控系统反向间隙补偿参数中。
CNC系统在控制坐标轴反向运动时，自动先让该标轴反向运动，然后再按指令进行运动．即数控系统会控制伺服电动机多走一段距离，这段距离等等于反向间隙值B．从而补偿反向间隙。
需要指出的是这种方法只适合于半闭环数控系统．对于全闭环数控系统则不能采取以上补偿办法。
2.反向间隙补偿方法可使用激光干涉仪和百分表/千分表百分表/千分表方法：用手脉发生器移动相关轴，（将手脉倍率定为1×100的挡位，即每变化一步，电机进给0.1mm），配合百分表观察相关轴的运动情况。
9.1 螺距误差补偿[共2页]
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第9章系统补偿功能与SIMODRIVE611D驱动优化
机床在对工件进行加工的过程中，由于测量系统、力的传递过程中产生的误差、机床自身磨损或装配工艺问题的影响，加工工件的轮廓会偏离理想的几何曲线，导致加工工件产品质量的下降。
特别是在加工大型的工件时，由于温度和机械力的影响，加工精度损失更为严重。
因而在机床出厂前，需要进行一定的误差补偿。
螺距误差补偿和反向间隙补偿是两种最常见的补偿方式，还有温度补偿、垂直度补偿、跟随误差补偿以及摩擦补偿也比较常见。
另外，在机械传动结构良好的情况下，要使机械系统与电气系统达到更加良好的匹配，需要通过驱动优化来实现。
9.1 螺距误差补偿
螺距误差的补偿是按坐标轴来进行的，轴的补偿曲线如图9-1所示。
图9-1 轴的补偿曲线
激活误差补偿需设定以下相关机床参数。
① MD 38000 轴最大误差补偿点数。
根据该机床的特点，X轴螺距误差参数补偿点数为50，即MD 38000 [0 AX1] =50；Z轴螺距误差补偿点数为100，即MD 38000 [0 AX2] =100。
参数设定好后，系统自动产生相应轴的补偿文件，补偿文件存放在目录/NC-ACTIVE-DATA/Meas-System-err-comp下。
可以修改每轴的补偿点数。
如果改变MD38000，系统会在下一次上电时重新对内存进行分配。
建议在修改该参数之前，备份已存在的零件加工程序、R 参数和刀具参数的驱动数据。
② MD32700螺距误差补偿使能。
MD32700=0 螺距补偿不生效，允许修改补偿文件。
最新立式加工中心机床的螺距误差补偿
立式加工中心机床的螺距误差补偿随着我国制造业的飞速发展，数控机床制造技术也在不断地发展，同时对数控机床的各项性能提出了越来越高的要求。
机床的定位精度便成为了衡量机床性能的一项重要指标。
机械结构当中不可避免的摩擦、间隙，以及装配误差成为了制约机床定位精度的主要因素。
由此，数控系统的制造商开发出了螺距误差补偿功能，借此以消除或者削弱以上因素对机床定位精度的影响，从而达到更好的加工效果。
发那科与西门子两大公司在这个领域表现得尤为出色，以下将对这两种数控系统的螺距误差补偿方法进行详细介绍。
1.发那科数控系统机床的误差补偿（以FANUC 0i-MD为例）1.1基本概念1.1.1补偿点的指定各轴的补偿点的指定，可通过夹着参考点的补偿点编号指定(+)侧、(-)侧来进行。
机械的行程超过(+)侧、(-)侧所指定的范围时，有关超出的范围，不进行螺距误差补偿（补偿量全都成为0）。
1.1.2补偿点号补偿点数，在螺距误差设定画面上提供有共计1024 点，从0 到1023。
通过参数将该编号任意分配给各轴。
另外，螺距误差设定画面中，在最靠近负侧的补偿号前，显示该轴的名称。
1.1.3补偿点的间隔螺距误差补偿的补偿点为等间隔，在参数中为每个轴设定该间隔。
螺距误差补偿点的间隔有最小值限制，通过下式确定。
螺距误差补偿点间隔的最小值＝最大进给速度（快速移动速度）÷75001.2相关参数(1)1851 每个轴的反向间隙补偿量。
(2)1852 每个轴的快速移动时的反向间隙补偿量。
(3)3620 每个轴的参考点的螺距误差补偿点号。
(4)3621 每个轴的最靠近负侧的螺距误差补偿点号。
(5)3622 每个轴的最靠近正侧的螺距误差补偿点号。
(6)3623 每个轴的螺距误差补偿倍率。
(7)3624 每个轴的螺距误差补偿点间隔。
注：以上参数中3620，3621，3622，3624修改后需要切断电源并重新上电才生效，其余参数修改后复位即可生效。
13、螺距误差补偿及反向间隙补偿
螺距误差补偿及反向间隙补偿根据下表设置螺距误差补偿相关参数：参数号参数位设定值设置说明3620 XZ 100200每个轴的参考点的螺距误差补偿点号3621 XZ 负方向最远的补偿位置号根据下面的公式进行计算：参考点的补偿位置号—(负方向的机床行程/补偿位置间隔)+ 1 100-（1000/50）+1=81 所以负方向补偿位置号设置为813622 XZ 正方向的最远补偿位置号根据下面的公式进行计算：参考点的补偿位置号+(正方向的机床行程/补偿位置间隔)+ 1 100+（0/50）+1=101 所以参考点正方向补偿位置号为101.3624 补偿点间隔输入格式为无小数点输入格式，由于X轴为直径值编程，所以X轴补偿点间隔应为实际补偿点间隔的2倍，应设置为100000，为100mm.参数号参数位设定值设置说明1800 #4(RBK) 是否分别进行切削进给/快速移动反向间隙补偿0: 不进行。
1: 进行。
1851 XZ 每个轴的反向间隙补偿量，设置后，回零生效1852 XZ 每个轴的快速移动时的反向间隙补偿量，回零生效由于FANUC系统螺距误差补偿采用增量式的补偿方式，所以在进行螺距误差补偿时，需根据补偿数据进行补偿数据的设定个。
下表为螺距误差补偿表由于每个补偿点的最大补偿值只能到7，在上表中可以看到，在-400mm测量位置处出现了一次22的值，此点是所有补偿点误差的最大值，所以补偿倍率按此点进行计算，而且考虑其它点的误差值，将补偿倍率设置为3倍。
补偿倍率设置为3倍，所有的补偿值都放大了三倍，所以在补偿数据处看到的是计算值的1/3,如果测量人员给出的是补偿值，那么补偿数据就按上图中的数据进行输入，如果给出的是误差值，则需将上图中的补偿数据取反。
螺距误差补偿在回零后即可生效。
6.1反向间隙与螺距误差的补偿
坐标显示值为准)，记录下百分表或千分表表盘读数（注意，移
动期间不能换向)。 第7步：用手脉正向移动X轴，直至NC显示器X轴相对坐标显示值为 0止，记录下百分表或千分表的读数。 第8步：计算出负向移动向正向移动换向时的反向偏差值（表盘读 数的相对变化值)，这是第1次测量的X轴中点位置正向反向偏差
RS-232接口，自动对两轴线性误差分别进行补偿。
6)数控机床动态性能检测——利用RENISHAW动态特性测量与评 估软件，可用激光干涉仪进行机床振动测试与分析（FFT)、滚珠丝
杠的动态特性分析、伺服驱动系统的响应特性分析、导轨的动态特
性（低速爬行)分析等。
(2)激光干涉仪的安装 激光干涉仪的安装 (3)位置误差补偿操作 1)准备工作
三、检测结果
1.反向间隙－负值 (机床误差)
(1)图样
反向间隙－负值
(2)诊断值
(3)可能起因
1)在机床的导轨中可能存在间隙，导致当机床在被驱动换向 时出现在运动中跳跃。
2)用于弥补原有反向间隙而对机床进行的反向间隙补偿的数
值过大，导致原来具有正值反向间隙问题的机床出现负值反向间 隙。
3)机床可能受到编码器滞后现象的影响。
4)目标点定义
测量轴目标点定义界面（图中箭头表示操作顺序，后续图类同)
5)根据所选测量轴，建立满足测量要求的激光光路
线性测量镜组及其组合
光路调节示意图
反射光强度条
光路调节及反射光强度检查图
6)生成测量程序
①程序号或程序名。
②轴名： ③运行次数：
④选择方向：
⑤暂停周期： ⑥越程值：
⑦进给量：
⑧数据采集方式/零件程 序类型：
机床的螺距误差补偿方法
１ ． 发那科 （ 以Ｆ Ａ Ｎ ＵＣ ０ ｉ — ＭＤ 为 例 ）
１ ． １ 基本概念 １ ． １ ． １ 补偿点 的指定 各轴 的补偿点 的指定 ， 可通过夹着参考点 的补偿点编号指定（ ＋ ） 侧、 ｆ － １ 侧来进行 机 械的行程超过 （ ＋ ） 侧、 （ 一 ） 侧 所指定 的范 围时 ， 有关 超出 的范围 ， 不进行螺距误差补偿 （ 补偿量全都成为 ０ ） １ ． １ ． ２补 偿 点 号 补偿点数 ． 在螺距误差设定画面上提供有共计 １ ０ ２ ４ 点． 从 ０到 １ ０ ２ ３ 。通过参数将该编号任意分配给各轴 。 ’ 另外 ， 螺距误差设定 画面 中． 在最靠近负侧 的补偿 号前 ． 显示该轴 的名称 １ ． １ ． ３补偿点 的间隔 螺距误差补偿 的补偿点为等间隔 ． 在参数中为每个轴设定该间隔。 螺距误差补偿点 的间隔有最小值限制 ． 通过下式确定 。 螺距误差补偿 间隔的昂 小值墁 大进给速度（ 快速移动速度 ） ＋ ７ ５ ０ ０ 。 １ ． ２ 相关参数 （ １ ） １ ８ ５ １ 每个轴的反向间隙补偿 量
２ ． 西门子 （ 以 ＳＩ ＭＥ Ｎ Ｓ ８ ２ ８ Ｄ 为例 ）
２ ． １ 相关参数 （ １ ） ３ ２ ４ ５ ０反 向间隙补偿值 （ ２ ） ３ ２ ７ ０ ０ 螺距误差补偿生效 注： 以上参数修改后需要复位才可 以生效 ２ ． ２ 操作方法 （ 以Ｖ Ｍ Ｃ ８ ５ ０ Ｅ的 ｘ轴为例 ， ｘ轴行程 为 ８ ５ ０ ｍ ｍ， 全 长采集 １ ０个数据 ） （ １ ） 连接激光干涉仪 。 （ ２ ） １ ８ ５ ２每个轴的快速移动时的反向间隙补偿 量。 （ ２ ） ｔ确设置参数 。 （ ３ ） ３ ６ ２ ０每个轴的参考点的螺距误差补偿点号。 １ ） 将３ ２ ４ ５ ０ 设置为 Ｏ ， 确保第一次数据采集时反 向间隙为 ０ 。 （ ４ ） ３ ６ ２ １ 每个轴的最靠近负侧的螺距误 差补偿 点号 。 ２ ） 将３ ２ ７ ０ ０设置为 Ｏ ． 并按下复位键 。 （ ５ ） ３ ６ ２ ２每个轴的最靠近正侧的螺距误 差补偿 点号 ３ ） 编辑 补偿文件 ， 补偿文件 的存 储位置为 ： 菜单选择一 调试一系 （ ６ ） ３ ６ ２ ３每个轴的螺距误差补偿倍率 统数据一Ｎ ｃ 数据一Ｎ ｃ生效数据一测量 系统误差补偿 编辑后补偿文 （ ７ ） ３ ６ ２ ４每个轴的螺距误差补偿 点间隔 注： 以上参数 中 ３ ６ ２ ０ ， ３ ６ ２ １ ， ３ ６ ２ ２ ， ３ ６ ２ ４ 修 改后需要切 断电源并重 件 内容如下 ： 新上 电才生效 ， 其余参数修改后复位 即可生效 ￥ Ａ Ａ— ． Ｅ Ｎ Ｃ — ． Ｃ Ｏ ＭＰ ［ ０ ， ０ ， Ａ Ｘ１ ］ ＝ ０ ． ０ ０ １ － ３ 操作方法 （ 以Ｖ Ｍ Ｃ ８ ５ ０ Ｅ的 ｘ轴 为例 ． ｘ轴行程 为 ８ ５ ０ ｍ ｍ． 全 ￥ Ａ Ａ— — Ｅ Ｎ Ｃ — — Ｃ Ｏ ＭＰ ［ ０ ， １ ， Ａ Ｘ１ ］ ＝ ０ ． ０ ０ 长采集 ２ ０个数据 ） ￥ Ａ Ａ— — Ｅ Ｎ Ｃ — — Ｃ Ｏ ＭＰ ［ ０ ， ２ ， Ａ Ｘ１ ］ ＝ Ｏ ． Ｏ ０ （ １ ） 连接激光干涉仪 ￥ Ａ Ａ— ． Ｅ Ｎ Ｃ — ． Ｃ Ｏ ＭＰ ［ ０ ， ２ ９ ， Ａ Ｘ１ ］ ＝ ０ ． ０ ０ （ ２ ） 设置参数 。 ￥ Ａ Ａ ＥＮＣ Ｃ Ｏ ＭＰ ［ ０ ， ３ ０ ， Ａ ＸＩ ］ ＝ Ｏ ． Ｏ ０ １ ） １ ８ ５ １ ， １ ８ ５ ２ 都设置为 ０ ． 确保第一次数据采集时反 向间隙为 ０ 。 ２ ） ３ ６ ２ ０ 设置为 １ ． 表示 ｘ轴 的补偿值 以补偿数据表 中的第 １ 号为 ￥ Ａ Ａ— Ｅ Ｎ Ｃ — — Ｃ Ｏ ＭＰ ＿ Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ［ ０ ， Ａ Ｘ１ ］ ＝ ８ ５ 参考 点。 ￥ Ａ Ａ— — Ｅ Ｎ Ｃ — — Ｃ Ｏ ＭＰ — — ＭＩ Ｎ［ ０ ， Ａ Ｘ１ ］ ＝ ０ ￥ Ａ Ａ ＥＮＣ ＣＯＭＰ ＭＡ ３ ） ３ ６ ２ １ 设置 为 １ ．表示 ｘ轴 的补偿值从 补偿数据表 的第 １ 号开 Ｘ ［ ０ ， ＡＸ１ ］ ＝ ８ ５ ０
数控机床补偿功能
三、铣刀刀具半径补偿
数控铣床在切削中,由于刀具总有一定的半径，刀具中 心的运动轨迹与加工零件的实际轮廓并不重合。如图所示， 在加工内轮廓时，刀具中心偏离零件内轮廓表面一个刀具半 径值。在加工外轮廓时，刀具中心又偏离零件外轮廓表面一 个刀具半径值。此现象习惯上称为刀具半径补偿。根据ISO 标准，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右侧时，称为 右刀补，用G42表示。反之，称为左刀补，用G41表示。取 消刀尖半径补偿使用G40指令。使用时，编程人员只是在零 件程序中指明补偿要求即可。铣刀刀具半径补偿执行过程分 为刀补建立、刀补进行和刀补撤消三步，刀补仅在指定的两 维坐标平面进行。铣刀半径补偿应注意事项同车刀刀具补偿 要求。
五、数控误差补偿
数控机床在加工时，指令的输入、译码、计 算以及控制电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，操作者无法对误差加以补偿， 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， 提高零件的精度。根据数控机床上加工误差 的主要来源其主要的解决方法如下。
刀具刀尖半径补偿的过程分为三步：刀补 的建立，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到 与编程轨迹偏离一个偏置量的过程；刀补进 行，执行有G41、G42指令的程序段后，刀具 中心始终与编程轨迹相距一个偏置量；刀补 的取消，刀具离开工件，刀具中心轨迹要过 渡到与编程重合的过程。如图为刀补的建立 与取消过程。
8．刀尖圆弧半径补偿还与车刀形状、刀尖位 置有关。车刀形状、刀尖位置各种各样，他 们决定加工时刀尖圆弧在工件的什么位置， 所以刀尖圆弧半径包括刀尖圆弧半径、车刀 形状和刀尖位置。车刀形状和刀尖位置共有9 种，如图 所示。车刀形状和刀尖位置分别用 参数L1~L9表示，并通过手工操作在参数设 置方式下输入到系统中。
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丝杠补偿一般指丝杠的螺距误差补偿.
间隙补偿包括所有传动链中的间隙(包括丝杆螺母付)的补偿.
由于丝杆螺距的不均匀性,传动链正,反向运动的间隙,都会直接影响数控精度,有些通改进运动付的结构,例如采用滚珠丝杆,使之正反向间隙得以消除,但螺距误差是避免不了的.所以必须进行补偿,以求较高的精度.同样,齿轮啮合需要间隙才能正常运行,这种累计间隙误差也需要通过补偿,才能提高
控制精度.
丝杆（丝杠）反向间隙又称丝杠背隙、丝杠间隙、丝杠失动量
在数控机床的进给传动链中．齿轮传动、滚珠丝杠：螺母副等均存在反向间隙，这种厦向间隙的存在会造成机床丁作台反向运动时，伺服电动机空转而工作台实际不运动。
对于采用半闭环伺服系统的数控机球．反向问隙的存在会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响到产品的加工精度这就需要数挫系统提供反向间隙补偿功能，以便在加工过程中自动补偿一些有规律的误差，提高加工零件的精度。
并且随着数控机床使用时删的增长，反向间隙还会因磨损造成的运动副间隙的增大而逐渐增加，因此需定期对数控机床各坐标轴的反向问隙进行测定和补偿。
1.反向间隙补偿过程
在数控系统无补偿的条件下，于机床测量行程范围内，在靠近行程的中点及两端的三个位置上分别进行多次测量，用千分表或百分表测量m各日标点位置P的平均反向间隙B．以所得平均值中的最大值为反向隙值B，并输人到数控系统反向间
隙补偿参数中。
CNC系统在控制坐标轴反向运动时，自动先让该标轴反向运动，然后再按指令进行运动．即数控系统会控制伺服电动机多走一段距离，这段距离等等于反向间隙值
B．从而补偿反向间隙。
需要指出的是这种方法只适合于半闭环数控系统．对于全闭环数控系统则不能采
取以上补偿办法。
2.反向间隙补偿方法
可使用激光干涉仪和百分表/千分表
百分表/千分表方法：
用手脉发生器移动相关轴，（将手脉倍率定为1×100的挡位，即每变化一步，电机进给0.1mm），配合百分表观察相关轴的运动情况。
在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动，手脉每变化一步，机床该轴运动的实际距离
d=d1=d2=d3…=0.1mm，说明电机运行良好，定位精度良好。
而返回机床实际运动位移的变化上，可以分为四个阶段：①机床运动距离d1＞d=0.1mm(斜率大于
1);②表现出为d=0.1mm＞d2＞d3(斜率小于1)；③机床机构实际未移动，表现出最标准的反向间隙；④机床运动距离与手脉给定值相等(斜率等于1)，恢复到机床的
正常运动。
注：
在不同的速度下测得的反向间隙不同，一般低速的反向间隙值要比高速的反向间隙值大，特别是在机床轴负荷较大，运动阻力较大时。
所以有的数控系统就提供了高速G00和低速G01两个补偿值。
数控机床间隙测量及补偿。