FANUC 0i D數控機床直線軸的反向間隙的檢測與補償

摘 要：針對FANUC 0i D數控機床，介紹了使用步距規測量反向間隙的步驟和使用參數補償反向間隙的方法。希望通過文章的分析，能夠對相關工作提供參考。

關鍵詞：FANUC 0i D；步距規；反向間隙補償

1 概述

數控機床的主要精度指標要求包括幾何精度，位置精度和加工精度。其中位置精度主要包括定位精度和重復定位精度等，它的大小直接影響數控機床的加工精度。而數控機床位置精度誤差產生的主要原因是滾珠絲杠等機械結構存在反向間隙。FANUC 0i-D數控系統可以通過參數補償反向間隙，從而提高數控機床的定位精度和重復定位精度。

目前我國檢測數控機床軸線反向間隙經常采用的標準有兩個：國際標準ISO230-2：1997或國家標準GB17421.2-2000。經常采用的測量儀器有激光干涉儀和步距規。有些用戶認為步距規太老舊了，激光干涉儀的精度更高，其實這是很大的誤解。舉例來說，直到今天，世界上最高檔的數控裝備當屬高檔三坐標測量機，如南京齒輪廠在2011年購買的一臺德國萊茲公司生產的規格為3m的三坐標測量機，德國人就是用規格1m的步距規分段進行現場檢驗和校準的。[1]文章介紹利用步距規進行數控機床反向間隙測量的步驟和方法。

2 反向間隙的測量步驟

采用步距規和激光干涉儀檢測反向間隙的步驟基本一致，即在所檢測的軸線行程中記錄三個以上基準位置的讀數，每個位置多次測量取平均數，并將各個位置處的平均數的最大值作為反向間隙測量值。具體測量步驟如下：（1）清零1851，1852號參數后重啟數控系統。（2）數控機床回參考點。（3）將步距規放置到工作臺上找正。以測量X軸反向間隙為例，找正的目的就是使步距規軸線與X軸軸線平行。放置步距規之前要將步距規和工作臺擦拭干凈后再放置，另外杠桿百分表表桿不宜伸出過長。（4）編制數控程序按照圖1標準檢驗循環路徑移動。

圖1 是GB17421.2-2000給出的標注檢驗循環路徑。圖中的步距規有8個基準位置，一共進行了五組數據的測試，每組數據包括正反兩個方向的數據采集，也就是說在每一個基準位置有正反兩個方向需要記錄數據，共五組數據。按照國家標準GB17421.2-2000對數據處理即可得到該直線軸的反向間隙數據。

操作中要注意區分運動起始位置和基準位置?；鶞饰恢脩獮榇龣z測軸線移動一定距離后的位置，即從運動起始位置開始運動一定距離后才接觸基準位置，不能將起始位置作為基準位置進行測量，否則會造成較大的測量誤差。FANUC 0i D數控系統區分切削進給G01與快速進給G00時的反向間隙補償，在編制數控程序時需要分別使用G01和G00指令編制兩個檢測程序。

3 FANUC 0i-D數控機床反向間隙參數補償

根據實驗可知，反向間隙的測量值隨著切削運動速度的不同有所變化。一般情況下，采用G01的測量值比G00的測量值大。FANUC 0i D數控系統可以針對G01，G00分別進行反向間隙補償。

FANUC 0i-D的1800號參數的第四位#4 RBK：是否進行切削/快速移動反向間隙補償[3]。該位需要設置為1來表示區分切削/快速進給反向間隙補償。

1851號參數：反向間隙補償量[3]，單位為μm，輸入數據時要注意單位轉換，并且需要注意軸號與所檢測的軸對應。另外，一般數控機床廠家會對1851等重要系統參數加密，為了能對這類參數編輯，操作人員需要獲得相應權限使這些參數處于可編輯的狀態。

1852號參數：每個軸的快速移動時的反向間隙補償量[3]。

數控機床Y軸的反向間隙補償可參照上面X軸反向間隙補償步驟進行。Z軸的反向間隙補償需要將步距規豎直放置到工作臺上進行，具體步驟和X軸檢測步驟類似。

4 結束語

激光干涉儀容易受到檢測環境溫度變化、振動等諸多因素影響，測量數據的一致性不好。對于大多數數控機床用戶來說，熟練地使用步距規、建立起完善的機床檢測制度是提高生產效率降低生產成本的有效方法。我國高精度步距規已經達到世界級水平，桂林安一量具有限公司已能生產具有世界級水平的高精度步距規[1]。隨著使用年限的增加數控機床不可避免會產生磨損，同時反向間隙也會越來越大。定期進行反向間隙檢測，使用高精度步距規并選擇參數補償的方式進行反向間隙的補償，可以在保持數控機床精度的前提下延長數控機床的使用壽命。

參考文獻

[1]用步距規檢驗數控機床定位精度[J].機械工程師，2012（5）：5-6.

[2]GB/T 17421.2-2000，340-350.機床檢驗通則[S].2000.

[3]FANUC Series 0i-MODEL D 參數說明書[Z].1998：115-116.

作者簡介：張勇（1976-），男，漢族，天津市人，工學碩士，講師，主要研究方向：數控機床維護與維修。