가공 중인 CNC 공작 기계는 가공 프로그램의 계산에서 가공용 공작 기계를 제어하기까지 CNC 시스템에 의해 자동으로 제어됩니다. 운영자가 개입 할 수 없기 때문에 인적 오류를 피할 수 있지만 동시에 일부 오류는 인적 보상을 할 수 없습니다. 따라서 CNC 공작 기계 자체는 더 높은 정확도 요구 사항을 제시합니다. 이를 기반으로 CNC 시스템이 CNC 공작 기계의 기능을 최대한 활용하여 일부 오류를 자동으로 보정할 수 있기를 바랍니다.
개방 루프 및 반 폐쇄 루프 CNC 공작 기계의 경우 위치 결정 정확도는 주로 이송 나사의 정확도에 달려 있으므로 CNC 공작 기계는 종종 고정밀 볼 나사를 사용합니다. 그러나 나사는 항상 제조 오류가 있으며 장기간 사용하면 마모가 발생합니다. 따라서 공작 기계의 위치 정확도를 더욱 향상시키는 일반적인 방법 중 하나는 볼 나사의 피치 오차를 보정하는 것입니다.
1, H볼스크류 피치 오차의 원리를 보상하는 하드웨어 방식
개방 루프 CNC 공작 기계의 과거에는 종종 하드웨어 방법을 사용하여 피치 오류, 즉 CNC 공작 기계에서 특정 축 볼 나사의 오류 분포 곡선을 측정하기 위해 기계적 방법을 사용하여 누적되었습니다. 피치의 오차 값이 블록을 설치하는 펄스 등가 위치에 도달합니다. 기계 테이블이 움직일 때 공작 기계에 설치된 마이크로 스위치는 블록에 닿을 때마다 오차 보정 신호를 보내고 스테퍼 모터는 제어 회로를 통해 더 많거나 적은 단계를 수행하도록 지시합니다.
이 간헐적 펄스 보상 방법은 일부 기계 부품(예: 보상 레버, 블록 등)과 회로(예: 마이크로스위치에서 CNC 장치로 보상 신호를 전송하는 회로)를 CNC 기계의 테이블에 추가합니다. 또한, 이 보상 방법은 스테퍼 모터 구동 개루프 CNC 공작 기계 및 펄스 증분 보간 방법에 더 적합하지만 DC 또는 AC 서보 모터 구동 반 폐쇄 루프 CNC 공작 기계에는 적합하지 않습니다. 따라서 대부분의 CNC 공작 기계는 현재 볼스크류의 피치 오차를 보정하기 위해 소프트웨어 방식을 사용하고 있습니다.
2,T볼 스크류 피치 오차 원리를 보상하는 소프트웨어 방식.
기본 아이디어의 피치 오류 소프트웨어 보정 방법은 다음과 같습니다. CNC 공작 기계에서 볼 나사 축의 전체 이동 범위에서 CNC 명령으로 특정 위치에 테이블을 명령 위치로 배치하고 고정밀 위치 이러한 위치의 실제 위치를 측정하는 측정 시스템(현재 대부분의 레이저 간섭계를 고정밀 측정기로 사용), 실제 위치와 비교를 위한 명령 위치, 볼 나사 계산 전체 스트로크에 대한 오차 분포 곡선 계산됩니다. 오류는 테이블 형식으로 CNC에 입력됩니다. 그 후 수치 제어는 축 이동을 제어할 때 자동으로 오류 값을 고려하고 준비된 프로그램을 통해 이를 보정합니다.
3, 테스트 장치 및 결과 분석
CNC 수직 밀링 머신의 세로 방향 볼 나사를 예로 들면 방향성 볼 나사의 유효 작업 길이는 8{3}}0mm이고 300mm 길이의 15mm마다 명령 위치 지점입니다. 각 명령 위치 지점의 위치 오차는 이중 주파수 레이저 간섭계에 의해 측정됩니다(해상도는 0.01um). 그림에서 원으로 표시된 곡선과 같이 피치 오차 보정을 얻기 전 세로 테이블의 위치 오차 곡선. 소프트웨어 방법으로 피치 오차를 보정한 후 위치 오차 곡선은 그림에서 원 곡선으로 표시됩니다. 분명히, CNC 공작 기계의 위치 정확도는 피치 오차의 보상으로 크게 향상됩니다.
피치 오차 보정은 개방 루프 및 반 폐쇄 루프 CNC 공작 기계의 위치 정확도를 향상시키는 효과적인 방법 중 하나이지만 만병 통치약은 아닙니다. 일상적인 구동 시스템의 강성 및 제조 부정확성으로 인한 반복적인 설정 오류는 보상할 수 없습니다. 또한 나사의 피치 오차는 주변 온도와 밀접한 관계가 있습니다. 따라서 CNC 공작 기계의 정확도를 더욱 향상시키는 유일한 방법은 완전 폐쇄 루프 CNC 시스템을 사용하는 것입니다. 완전 폐쇄 루프 CNC 시스템에서 피치 오류 및 기타 오류는 폐쇄 루프 위치에 있으며 폐쇄 루프로 수정할 수 있습니다.
