淺述機床反向間隙對加工精度的影響

在機床加工零件的過程中，引起加工誤差的原因有很多。如機床零部件由于強度、剛度不夠引起的變形和振動，從而造成的誤差；還有因傳動件的慣性、溫度變化、電氣線路的時間滯后等原因帶來的加工偏差等。有些誤差通過調整機床可以消除，這就需要我們通過數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)補償來消除。反向間隙對機床加工精度的影響是一個重要影響因素，在使用半閉環(huán)伺服數(shù)控機床時加工零件時，常常會因為反向間隙而使得加工出零件不符合產品的精度要求，因而對反向間隙的測量和補償就顯得尤為重要。

一、機床反向間隙對數(shù)控加工的影響

1.1形狀精度 ① 反向間隙過大會對加工精度有很大影響，尤其是曲線加工。會影響到尺寸公差和曲線的一致性。 ②反向間隙對銑圓的圓度有影響 在銑圓時，若偏差過大就會造成“圓不夠圓”，類似于橢圓的形狀，從而對銑出的圓的圓度產生影響。

1.2位置精度 ① 反向間隙會對倆中心孔孔距有影響 在G00快速定位運動中，反向間隙影響機床的定位精度，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低。

二、加工中心機床反向間隙的檢測

2.1手輪往復一次，回原位，百分表兩次讀數(shù)之差就是間隙值。也是該插補的數(shù) 。

2.2測量兩個孔的相對位置可以看出，用千分表測量機床的反向間隙 。 2.3圓度誤差可以通過球桿儀進行測量 。

三、加工中心機床反向間隙引起的加工誤差案例

3.1機床反向間隙對孔位置的影響。 在孔位置有較高要求時，機床的反向間隙會影響到孔與孔間的相對位置度。

3.2軸反向間隙對深度加工的影響。 在加工孔或輪廓的深度有較高要求的，機床的反向間隙會對其產生影響。

3.3反向間隙對圓度的影響 。

四、加工中心機床反向間隙的產生原因

4.1反向間隙：因為絲杠和絲母之間肯定存在一定的間隙，所以在正轉后變換成反轉的時候，在一定的角度內，盡管絲杠轉動，但是絲母還要等間隙消除（受力一側的）之后才能帶動工作臺運動，這個間隙就是反向間隙，但是要反映在絲杠的旋轉角度上。

4.2首先先確認是半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)的數(shù)控機床，因為機床的反向間隙具體是與其控制系統(tǒng)相關的： ①.半閉環(huán)控制系統(tǒng)（檢測組件安裝在伺服電動機的軸端或絲杠端，而工作臺的機械傳動沒有包括在控制回路中，所以無法檢測移動部件的實際位置。 ② .閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)不需要補償反向間隙（該系統(tǒng)具有檢測回饋裝置，在加工過程中隨時檢測移動部件的實際位置，故一般不需要反向補償）， ③ 開環(huán)伺服系統(tǒng)一般不進行反向補償（不具有檢測回饋裝置）。 因而適合于在使用半閉環(huán)控制系統(tǒng)的機床進行反向間隙補償。

五、減小加工中心機床反向間隙對數(shù)控加工的影響的方法

5.1單向進給 單向走，使機床坐標進行單向累加，從而減小反向間隙的影響。

5.2回零 從參考點開始測量，從零點測量，故相對位置較準確。

5.3通過參數(shù)控制 1851、1852參數(shù)（FAUNC）進行更改來消除（1851控制G01的反向間隙，1852控制G00的反向間隙）。測出機床反向間隙值后，在機床的參數(shù)設置中，將反向間隙補償值輸入即可。（不可進行過盈補償）。

5.4機械調整 間隙較大，就需調整機械間隙，機械調整，對滾珠絲桿螺母副進行調整，旋緊即可。（不能過緊）如：傳動齒輪，雙螺母可自行調整；單螺母只能找絲杠廠家更換鋼珠，維修調整。

5.5儀器調整 通過激光干涉儀器檢測出機床再各個位置的反向間隙值，輸入到機床內部參數(shù)進行補償（具體參數(shù)查詢機床數(shù)據(jù)）。

5.6補償其存在以下不足之處： ① 由于運動鍵中絲杠與螺母之間的間隙值在絲杠全長呈非線性關系，因此以一個測量值代表共綜合間隙誤差是不合理的，加上測量間隙值時存在誤差，因此這種補償法準確度較低。 ②一般進給鏈的綜合間隙誤差是在靜態(tài)條件下測出的，而機床實際是在動態(tài)環(huán)境下工作的，因而靜態(tài)誤差與動態(tài)誤差有較大差別。因此這種補償法不能真實補償實際誤差。 ③不能補償因切削誤差。

綜上所述：反向間隙誤差補償是數(shù)控機床保證其加工精度的重要手段。系統(tǒng)參數(shù)補償法不影響加工程序的編寫，易操作，簡單明了，在一定范圍內具有一定的效果，但局限性較大。加工程序補償法效果較好，特別適用半于半閉環(huán)系統(tǒng)，特別是對無法檢測部件實際位置的半閉環(huán)伺服系統(tǒng)具有較大的實際作用。反向間隙值輸入數(shù)控系統(tǒng)后，數(shù)控機床在加工時會自動補償此值。但隨著數(shù)控機床的長期使用，反向間隙會因運動副磨損而逐漸增大，因此必須定期對數(shù)控機床的反向間隙值進行測定和補償，從而大大減少或消除反向間隙對機床精度、工件加工精度產生的不良影響。