随着数控机床在我国机械制造行业中的应用越来越广泛,许多新建的合资或独资企业,其绝大部分机床乃至整条生产线都采用了数控机床。而与此同时,许多国有企业也纷纷对其已有的普通机床进行改造,使之成为经济型的数控机床。社会也因此对数控方面的人才( 包括操作者) 的需求越来越大。 正是基于这种形势,许多技工学校都开设了《数控技术应用》专业。 我校从 2001 年开始设立该专业,在全体师生的共同努力下,至今已形成一套较完善的教研体系,且在数控机床的操作工艺上颇有一些心得。

现仅关于“如何缩小数控铣第四轴加工分度误差积累的问题”与大家共同探讨。

我校有一台数控铣床, 为南京华兴数控设备有限公司 2000 系列,所配置的机床数控系统为开环,它的脉冲最小当量为 0. 001 度。当直接采用 A 轴进行分度时, 往往会产生这样一个问题:360/ Z 的商存在多位小数,但实际上只能精确到小数点后三位,这样就产生了误差。 如果误差逐个积累,就会使零件达不到设计要求。 当零件直径较大或等份数较多时,误差累计后可导致零件报废。

下面我们以 Z=27 为例进行讨论。

直接按常规情况 13. 333 度进行分度, 即 A 轴每次转 13. 333度。程序如下:

P10 程序号

N 0010 M 03 M 08; 主轴正转,冷却泵开

N 0020 G 26 N 0030. 0050. 27; 循环 0030-0050 共 27 次

N 0030 G 91 G 01 X 80 F30; 增量坐标

N 0040 G 00 X -80; X 轴快速回零

N 0050 A 13. 333; A 轴快速转 13. 333 度

N 0060 M 05 M 09; 主轴停止运转,冷却泵关

N 0070 M 02; 程序结束

以上 P10 程序采用直接分度法,360/ Z=13. ,而机床的脉冲最小当量为 0. 001 度,按四舍五入的方法只能取 13. 333,后面的 0. 只能舍掉,360 度加工后累计误差达 0. 009 度。我校的实习工厂在以前的生产中就遇到过:由于这种累计误差的存在而最终导致零件报废的事例。

经过探索与实践,我们采用了适时补偿的方法,来达到缩小累计误差的目的。现将使用过的方法介绍如下:

当分度误差累计接近 0. 001 度时,就适时进行补偿。实例如下:Z=27,即 A 轴每次转 360/ 27=13. 333333 度。

由于每次旋转的误差有 0. 000333 度, 这样每加工三个齿就存在接近 0. 001 度的误差。 但如果在加工第三个齿时补偿 0. 001 度,即A 轴转 13. 334 度,这样误差就可以大大地缩小。程序如下:

P20 程序号

N 0010 M 03 M 08; 主轴正转,冷却泵开

N 0020 G 26 N 0030. 0110. 9; 循环 0030-0110 共 9 次

N 0030 G 91 G 01 X 80 F30; 增量坐标

N 0040 G 00 X -80; X 轴快速回零

N 0050 A 13. 333; A 轴快速转 13. 333 度

N 0060 G 01 X 80 F30; X 轴移动 80 毫米,速度 30m m / m i n

N 0070 G 00 X -80; X 轴快速回零

N 0080 A 13. 333; A 轴快速转 13. 333 度

N 0090 G 01 X 80 F30; X 轴移动 80 毫米,速度 30m m / m i n

N 0100 G 00 X -80; X 轴快速回零

N 0110 A 13. 334; A 轴快速转 13. 334 度

N 0120 G 90 G 00 X 0 A 0; 坐标 X、 A 轴快速回零

N 0130 M 05 M 09; 主轴停止运转,冷却泵关

N 0140 M 02; 程序结束

以上 P20 程序采用:每加工 3 个齿就进行补偿一次的方法,也就是 3 个齿为一组,前两个齿每个有 0. 0003 度的误差,到第三个齿误差累计达 0. 001 度时就进行补偿。这样加工 360 度后的理论误差为零。 该方法在我校实习工厂为协作单位加工零件的过程中多次采用,加工后的零件均符合设计要求,具有较高的实用价值。

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