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位置环增益对机床加工精度的影响 1
日期：2011年02月28 来源：沈阳机床 关键字：数控机床
对于轮廓加工系统，要求精确、实时地同时控制多个坐标轴的位置与速度，但由于存在着位置跟随误差AD，可能会影响多坐标轴运动合成轨迹的精确性，产生轮廓误差。
(1)直线加工当进行盖、r两轴联动加工直线时。
K，-Y轴开环增益；
AK-两轴开环增益差，AK= IKx -Kyl；
AK/K-系统增益失配量。
1)当Kx=Kr时，AK =O，￡=0；说明当两轴开环增益相等时，跟随误差ADx、ADv对轮廓精度无影响。
2)当sin2a=O，即a:O。或90。时，e=O,说明当沿着X或y轴运动时，不存在轮廓误差。
3)当两轴增益不一致，且不沿X轴或y轴运动，但K、Kr为常数时，X、AK为常数，则s为常数，也就是说，直线的轮廓形状无误差，但存在位置偏差。
4)当两轴增益不一致，且不沿盖或r轴运动，Kx、Ky不是常数时，则s不是常数，也就是说，将产生轮廓形状误差，即加工出的轮廓不是直线；当加工45。直线时，轮廓误差e最大。
5)在实际机床上，很难保证K与Ky完全相等，但只要Kx与Ky足够大，所产生的轮廓误差就很小。因此使两轴位置增益匹配并尽可能提高它们是很有必要的。
6)轮廓误差与进给速度成正比。
(2)圆弧加工当进行置、y两轴联动加工圆弧时。
圆弧的半径为R，加工速度为，，Fx. Fr为X轴和y轴的运动速度。数控机床某一时刻指令位置在尸点，由于两轴存在位置跟随误差ADx、ADv，实际位置在尸’点，轮廓误差可用加工圆孤的半径变动量AR描述。
由此可见，当两轴增益匹配时，所加工出的实际轮廓仍为圆弧，AR为一恒定值，其大小与进给速度的平方成正比，与位置增益的平方成反比，与圆弧半径成反比。所以当加工精度要求较高时，可在编程时修正圆弧的半径值。另外，提高位置增益对减小圆弧加工误差也是很重要的。
2)当Kx #Ky时，不仅产生尺寸误差，而且产生形状误差。可以证明：当‘=aKy（口为常数）时，圆弧插补所形成的形状为椭圆（长轴与石轴成45。夹角）。数控机床当Kx与Kv无确定关系时，圆弧插补所形成的形状为无规则的形状。
总结以上的分析可知：在条件一定的情况下，轮廓误差AR与系统平均开环增益置的平方成反比，与进给速度，的平方成正比，因此，数控机床提高K或降低，可大大提高轮廓加工精度；轮廓误差AR与加工圆弧的半径R成反比，因此，在小圆弧加工时，要保证加工精度，进给速度F就不能太高。
对于数控机床的各个坐标轴，其伺服系统的增益均稍有差别，在进行轮廓加工时会产生轮廓误差，因此，数控机床在加工前应先调整好各轴的位置环增益疋，使它们的开环增益置尽量接近。
r”榻角加T教粹机床在进行加工时，在两个轮廓（直线或圆弧）的交接处会产生误差，此误差称为拐角轮廓误差。
刀具沿着两个正交坐标轴的方向运动，加工拐角为直角的零件，当工轴的位置指令到达后，y轴立即从零速加速至指定速度。但是由于X轴指令位置与实际位置之间有AD，= F/K的滞后量，所以当y轴开始运动时，x轴尚在嚣点，从而形成了拐角误差。
当位置增益较低时，加工外拐角则会切去一个小圆弧；加工内拐角则会出现欠切削。数控机床当位置增益过高时，加工外拐角则会在拐角处留下鼓包；加工内拐角则会出现过切削。
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