数控机床的步进驱动系统是一个开环系统,在此系统中,步进电动机的挂机、机械传动部分的结构和持蛭及控制电路的完善与否,均会影响系统的工作精度。要提高系统的工作精度,应考虎的因素主要有;改善步进电动机的性能,减小肯距角;采用精密传动副,减少传动链中的传动间隙等。但这些因素往往由于结构和工艺的关系会受到一定的限制,为此,需要从控制方法上采取一些措施,弥补其不足。
1. 细分线路
细分线路是指把步进电动机的一步再分得细一些。例如,十细分线路是指将原来输入一个进给脉冲步进电动机走一步变为输入10个脉冲才走一步,即采用十细分线路后,在进给速度不变的情况下,可使脉冲当量缩小到原来的1/10。
若无细分,定子绕组的电流是由零直接跃升到额定值的。采用细分后,定子绕组的电流要经过苦干小步的变化才能达到额定值。
2. 齿隙补偿
齿隙补偿又称为反向间隙补偿。机械传动链在改变转向时,由于齿隙的存在,会引起步进电动机空走,而工作台无实际移动。在开环伺服系统中,这种齿隙误差对于机床的加工精度有很大的影响,必须加以补偿。
齿隙补偿的原理是:先测出齿隙的大小,设为Nd;在加工过程中,每当检测到工作台的进给方向改变时,在改变后的方向上增加nd个进给脉冲指令,用以克服因步进电动机的空走而造成的齿隙误差。
3. 螺距误差补偿
在步进式开环伺服驱动系统中,丝杠的螺距累计误差直接影响着工作台的位移精度,基想提高开环伺服驱动系统的精度,就必须予以补偿。
通过对丝杠的螺距进行实测, 到丝杠全程的误差分布曲线。误差有正有负,当误差为正是,表明实际的移动距离在于理论的移动距离,应该采用扣除进给脉 冲指令的方式进行误差匠补偿,使步进电动机少走一步;当误差为负时,表时实际的移动距离小于理论的移动距离,应该采取增加进给脉冲指令的方式进行误差的补偿,使步进电动机多走一步。
具体做法如下
1安置两个补偿杆分别负责正误差和负误差的补偿。
2.在两个补偿杆上,根据丝杠全程的误差分布情况及如上所述螺距误差的补偿原理,设置补偿开关或挡块。
3.当机床工作台移动时,安装在机床上的笛动开关每与的当块接触一次,就发出一个误差补偿信号,对螺距误差进行补偿,以消除螺距的累计误差。