重复定位精度和反向间隙指导书
如何提高数控机床各轴的定位精度和重复定位精度
如何提高数控机床各轴的定位精度和重复定位精度兰生数控机床销售公司浏览次数：78 原创文章，转载请注明出处！导读：对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的，以便及时发现和解决问题，提高零件加工精度，那么如何提高机床各轴的定位精度和重复定位精度呢？同一台机床，由于采用的标准不同，所得到的位置精度也不相同，因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。
数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。
对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。
反向偏差在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部件（如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等）的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。
对于采用半闭环伺服系统的数控机床，反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响产品的加工精度。
在G01切削运动时，反向偏差会影响插补运动的精度，若偏差过大就会造成“圆不够圆，方不够方”的情形；而在G00快速定位运动中，反向偏差影响机床的定位精度，使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。
同时，随着设备投入运行时间的增长，反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加，因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。
【反向偏差的测定】反向偏差的测定方法：在所测量坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，再在同一方向给予一定移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差。
在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定（一般为七次），求出各个位置上的平均值，以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。
在测量时一定要先移动一段距离，否则不能得到正确的反向偏差值。
测量直线运动轴的反向偏差时，测量工具通常采有千分表或百分表，若条件允许，可使用双频激光干涉仪进行测量。
反向间隙的测定及补偿 电子教材
反向间隙的测定及补偿任务内容反向间隙值的测定反向间隙的补偿在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部位(如伺服电动机) 的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常称为反向间隙或失动量。
对于采用半闭环伺服系统的数控机床，反向间隙的存在会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响产品的加工精度。
若反向间隙太大，经常在加工中出现圆不够圆，方不够方的废品零件。
而FANUC半闭环数控则有相应的系统参数可实现较高精度的反向间隙补偿。
即可实现切削进给和快速进给两种加工模式下的反向间隙补偿功能，从而可以提高轮廓加工和定位加工的精度。
一、反向间隙值的测定在半闭环系统中，系统接收的实际值来自于电机编码器，轴在反向运行时指令值和实际值之间会相差一个反向间隙值，这个值就是反向间隙误差值。
在全闭环系统中，系统接收的实际值来自于光栅尺，实际值中已包含反向间隙，故不存在反向间隙误差。
反向间隙补偿在坐标轴处于任何方式时均有效。
当系统进行了双向螺距补偿时，双向螺距补偿的值已经包含了反向间隙，此时不需设置反向间隙的补偿值。
按以下步骤为例，说明测量切削进给方式下离机床参考点100mm 位置处的间隙量。
(1) 机床回参考点。
(2) 运行程序：G01X100F350；使机床以切削进给速度移动到测量点。
安装千分表，将刻度对0，此时机床状态如图1所示。
图 1 设定机床测量点的位置示意图(3) 运行程序：G01X 200F350，使机床以切削进给沿相同方向移动。
此时机床状态如图2所示。
图 2 机床沿X 轴正向移动100mm 后的位置示意图。
定位精度和重复定位精度
定位精度、重复定位精度的概念以及国家相关标准许多人经常听到定位精度和重复定位精度的说法但却对它们的概念以及检测方法很模糊本文将阐明其概念并就给出国家标准GB/T 17421.2-2000等同于国际IS O230-21997---数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定。
GB/T 17421.2-2000 数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定 1. 范围本标准规定了通过直接测量机床的单独轴线来检验和评定数控机床的定位精度和重复定位精度的方法。
这种方法对直线运动和回转运动同样适用。
本标准适用机床的型式检验验收检验比较检验定期检验也可用于机床的补偿调整检验。
本标准不适用于需同时检验几个轴线的机床。
2. 定义和符号本标准采用以下定义和符号 2.1. 轴线行程在数字控制下运动部件沿轴线移动的最大直线行程或绕轴线回转的最大行程。
2.2. 测量行程用于采集数据的部分轴线行程。
选择测量行程时应保证可以双向趋近第一个和最后一个目标位置。
2.3. 目标位置i 1 至m 运动部件编程要达到的位置。
下标i表示沿轴线或绕轴线选择的目标位置中的特定位置。
2.4. 实际位置Pi ji 1 至mj 1 至n 运行部件第j次向第i个目标位置趋近时实际测得的到达位置。
2.5. 位置偏差Xi j 运动部件到达的实际位置减去目标位置之差。
Xij Pij Pi 2.6. 单向以相同的方向沿轴线或绕轴线趋近目标位置的一系列测量。
符号↑表示从正方向趋近所得的参数符号↓表示从负方向趋近所得的参数。
2.7. 双向从两个方向沿线轴线或绕轴线趋近某目标位置的一系列测量所测得的参数。
2.8. 扩展不确定度定量地确定一个测量结果的区间该区间期望包含大部分的数值分布。
重复定位精度和反向间隙指导书
数控机床各数控轴重复定位精度和反向间隙一、重复定位精度1、定义重复定位精度是指机床滑板或大拖板在一定距离范围内（一般为200-300mm）往复运动7次千分表或激光干涉仪检测的精度。
取这7次的最大差值。
2、影响因素重复定位精度反映了伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等综合误差。
一般情况下，重复定位精度是呈正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一个非常重要的精度指标。
它是影响机器能力指数CMK，工序能力指数CPK的重要因素。
3、相关标准GB/T18400.4-2010 与ISO标准相当。
300毫米长度上±0.0035JIS 日本标准DIN 德国标准二、重复定位精度和定位精度的区别。
定位精度指的是数控轴实际到达的位置和数控系统要求到达的位置误差。
比如要求一个轴走100 mm ，结果实际上它走了100.01 多出来的0.01 就是定位精度。
重复定位指的是同一个位置多次定位过去产生的误差。
比如要求一个轴走100 mm 结果第一次实际上他走了100.01 重复一次同样的动作他走了99.99 这之间的误差0.02 就是重复定位精度。
通常情况重复定位精度比定位精度要高的多。
单件生产（比如模具制造）要求机床具有较高的定位精度，大批量生产要求机床具有较高的重复定位精度三、重复定位精度的检测方法。
有两种，一种使用激光干涉仪，一种使用千分表。
介绍千分表检测重复定位精度。
1、选取数控轴经常使用的一段长度（200~300）毫米。
2、由作业指导员按下列要求编写一段小程序：1）设定坐标轴的起点2）坐标轴以工进速度（300米/分）往前走200或300毫米。
3）停住3秒。
（便于观察千分表）4）返回起点5）重复上述步骤共七次。
程序如下：（以X 轴为例）G91 X0G01 X300. F300G04 X3.G01 X0M993、作业指导员运行先单节运行小程序，确认程序无误。
4、保全工在停止的位置安装好千分表，并将千分表置零。
96303单元六教学指导书-定位精度和重复定位精度检测-激光干涉仪
视频：961102激光干涉仪检测.mpg;
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10
步骤4、数控机床数据补偿
96301单元六定位精度和重复定位精度检测-激光干涉仪.ppt
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定位精度和重复定位精度的概念
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定位精度和重复定位精度相关国家标准
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步骤2、激光干涉仪对光
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9
步骤3、位置精度检测
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96313标准GB 10931-1989数字控制机床位置精度的评定方法.pdf
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检验原理
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浅析数控机床坐标轴反向间隙对精度的影响及补偿
浅析数控机床坐标轴反向间隙对精度的影响及补偿
数控机床坐标轴反向间隙是指数控机床的导轨与滚珠丝杠副之间的松动。
这种松动和反向运动时导致的误差被称为“反向间隙误差”。
这种误差在加工过程中会影响加工精度和重复定位精度。
1. 反向间隙误差对加工精度的影响
在数控机床加工过程中，由于反向间隙误差的存在，导致执行机构必须反向运动一定距离，才能达到准确的加工位置。
这种偏差会导致工件加工精度下降。
3. 反向间隙误差的补偿方法
为了解决反向间隙误差对加工精度和重复定位精度的影响，需要采取一些措施进行补偿。
常用的方法如下：
（1）空间轨迹补偿
空间轨迹补偿是通过调整机床轨道的轮廓，使得反向运动误差减小或者消除。
这种方法适用于机床结构固定的情况下。
（2）补偿循环
补偿循环可以在程序中加入一些指令，通过反向运动一段距离，再进行正向运动来消除反向间隙误差。
（3）伺服增益调节
通过调节伺服系统的增益参数，可以使反向运动误差减小，从而减少反向间隙误差对加工精度和重复定位精度的影响。
总之，反向间隙误差是数控机床加工过程中影响加工精度和重复定位精度的一个关键因素。
采取合适的方法进行补偿可以有效减少其影响，提高机床的加工精度和重复定位精度。
机床夹具重复定位精度控制
机床夹具重复定位精度控制机床夹具是机床工业中不可或缺的重要部分，它能确保工件在加工过程中的稳定性和精度。
但是，由于工艺的影响和操作人员的差异，机床夹具在使用过程中往往会出现夹紧力不均、夹紧失效、夹紧误差等问题，导致工件加工精度下降，从而影响产品质量和工作效率。
而机床夹具重复定位精度控制技术就是为了解决这些问题而提出的，本文将对这一技术进行探讨。
一、机床夹具的重复定位精度机床夹具的重复定位精度是指夹具夹取同一工件后，再次装夹该工件时，与第一次夹取工件时的位置误差，重复定位精度能够直接影响加工精度和生产效率。
夹具重复定位精度受到多种因素的影响，包括夹紧力、摩擦力、夹具刚度、工件形状和尺寸等因素。
机床夹具使用过程中会出现夹紧力不均或夹紧失效等问题，这些问题都会导致夹具的重复定位精度下降。
夹具刚度也是影响夹具重复定位精度的因素之一，如果夹具的刚度不足，就会出现夹紧失效的情况，从而降低夹具的重复定位精度。
摩擦力是机床夹具定位精度问题中不可忽视的因素。
摩擦力不足会导致工件的移动，而过大的摩擦力则会降低夹具的重复定位精度。
此外，工件的形状和尺寸也会影响夹具的重复定位精度，如工件的表面粗糙度、工件出现凹凸不平或工件弯曲等情况，都会影响夹具的夹紧力和重复定位精度。
二、机床夹具的重复定位精度控制技术为了提高机床夹具的重复定位精度，控制机床夹具的重复定位精度成为机床工业中的一个重要研究方向。
目前常用的控制机床夹具重复定位精度的技术有以下几种：1、使用精度较高的夹具通过选择精度比较高的夹具，能够降低夹具的重复定位精度误差，从而提高工件加工精度。
但是这种方法代价较高，且难以达到完美的效果。
2、夹具调整技术夹具调整技术是通过夹具面的调整，来提高夹具的重复定位精度。
这种方法通常使用的是夹口调整器和夹口保持器等工具对夹具进行调整。
3、夹具状态监测技术夹具状态监测技术是一种实时监测夹具工作状态的技术。
该技术使用夹具状态传感器实时监测夹具的夹紧力、夹紧误差以及夹具变形等数据，并根据数据对夹具进行调整，从而提高机床夹具的重复定位精度。
各直线运动轴的定位精度和重复定位精度
Байду номын сангаас
不定期
检查各轴轨道上镶条、压紧滚 轮松紧状态 按机床说明书调整 冷却水箱 检查液面高度 太脏、更换 清理水箱底部 经常清洗过滤器 排屑器 经常清理铁屑 检查有无卡住 清理废油池 及时取油池中废油，以免 外溢 调整主轴驱动带松紧 按机床说明书调整
每年
1) 2) 3) 4) 数控机床进给传动链首端件是伺服电动机 传动机构大多采用滚珠丝杠取代滑动丝杠 垂直布置的进给传动系统结构中，设置有制动装置 齿轮副采用了消除齿轮啮合间隙结构
2004。09。
进给传动系统伺服电动机的形式及安装
伺服电动机的主要类型及结构
直流伺服电动机 1) 小惯量直流电动机 a) 转动惯量小 b) 机电时间常数小 c) 低速平稳，无爬行现象，换向性能好 2) 宽调速直流伺服电动机 又叫大惯量直流电动机，调速范围宽，可直接驱动滚珠丝杠， 减少了传动损失及传动误差，提高了传动精度 a) 低速性能好，转矩大，可和机床丝杠直接连接 b) 转子惯量大 c) 过载性能好 d) 用永久磁铁作为磁极，提高了电机效率，在重切削过载情况 下，加减速特性好 3) 缺点：尺寸较大，容量和使用环境受限，电刷和整流子要经常维修 交流伺服电机 步进电动机：输出角位移与输入脉冲数量成正比，转子速度与输入脉冲 频率成正比
滚珠丝杠螺母副的结构形式
滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法
滚珠丝杠螺母副的预紧
2004。09。
回转运动部件的调整
回转运动部件：
分度工作台：按最小分度角的整数倍分度 回转工作台：回转进给运动，实现任意角度分度及控制
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数控机床各数控轴重复定位精度和反向间隙
一、重复定位精度
1、定义
重复定位精度是指机床滑板或大拖板在一定距离范围内（一般为200-300mm）往复运动7次千分表或激光干涉仪检测的精度。
取这7次的最大差值。
2、影响因素
重复定位精度反映了伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等综合误差。
一般情况下，重复定位精度是呈正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一个非常重要的精度指标。
它是影响机器能力指数CMK，工序能力指数CPK的重要因素。
3、相关标准
GB/T18400.4-2010 与ISO标准相当。
300毫米长度上±0.0035
JIS 日本标准
DIN 德国标准
二、重复定位精度和定位精度的区别。
定位精度指的是数控轴实际到达的位置和数控系统要求到达的位置误差。
比如要求一个轴走100 mm ，结果实际上它走了100.01 多出来的0.01 就是定位精度。
重复定位指的是同一个位置多次定位过去产生的误差。
比如要求一个轴走100 mm 结果第一次实际上他走了100.01 重复一次同样的动作他走了99.99 这之间的误差0.02 就是重复定位精度。
通常情况重复定位精度比定位精度要高的多。
单件生产（比如模具制造）要求机床具有较高的定位精度，大批量生产要求机床具有较高的重复定位精度
三、重复定位精度的检测方法。
有两种，一种使用激光干涉仪，一种使用千分表。
介绍千分表检测重复定位精度。
1、选取数控轴经常使用的一段长度（200~300）毫米。
2、由作业指导员按下列要求编写一段小程序：
1）设定坐标轴的起点
2）坐标轴以工进速度（300米/分）往前走200或300毫米。
3）停住3秒。
（便于观察千分表）
4）返回起点
5）重复上述步骤共七次。
程序如下：（以X 轴为例）
G91 X0
G01 X300. F300
G04 X3.
G01 X0
M99
3、作业指导员运行先单节运行小程序，确认程序无误。
4、保全工在停止的位置安装好千分表，并将千分表置零。
5、回到程序起点。
6、自动运行小程序，在暂停时观察百分表的度数并做好记录。
7、7次读数的最大差值即为该轴的重复定位精度。
四、重复定位误差超差处理对策：
1、当超差不大时如 0.02/300，可用激光干涉仪自带的软件对数控系统进行补偿。
当超差较大，应进一步确认是伺服系统问题、机械间隙、刚性问题、机械阻力（发卡）问题，做出相应的对策。
五、坐标轴的综合反向间隙 （背隙）（静态反向间隙）
1、通俗地讲就是伺服电机正传后变换成反转的时候，在一定的角度内，尽管电机转动，但是各传动链还要等间隙消除（受力一侧的）以后才能带动工作台运动，这个间隙就是综合反向间隙。
这个间隙是一个综合值， 它 反应了丝杠螺
母的间隙、螺母与工作台安装的间隙，丝杠支撑轴承的间隙、传动齿轮（带轮、键、销、联轴节）的间隙和磨损程度。
2、反向间隙影响：定位精度、直线插补、曲线插补的精度，机床进给系统
的刚度、零件的加工精度。
注意：在空载的条件下，反向间隙基本上不会影响机床的重复定位精度，这是因为在空载的时候，反向间隙基本上是一个定值。
只有当负载发生变化时，反向间隙的值将会随负载发生变化。
3、测量方法：
1）机床置于手轮模式。
2）安装好千分表。
（注意表架吸牢）
3）沿一个方向手摇手轮，使工作台压上千分表触头置零。
4）将手轮倍率打至*1档（微米档）。
5）反向摇手轮，眼看千分表指针，心里默数手轮摇动的格数，当千分表的指针一动，记录此时的摇动的格数。
重复上述步骤三遍，三次的最大值即为该数控轴的反向间隙。
4、反向间隙的处置对策：
1）当间隙值在0.02以内时，可将反向间隙值输入到系统的间隙补偿值中进行补偿。
（软件补偿）
2）当间隙值大于0.02时，应分析间隙的产生的来源和原因，进一步分析反向间隙来源于丝杠螺母、螺母与工作台安装、丝杠支撑轴承、传动齿轮（带轮、键、销、联轴节）的间隙，采取相应的对策，避免加速劣化。