五轴联动机床的圆度测试与同步龙门轴调整

1 引言

　　随着当今制造业的蓬勃发展，对高档数控机床的需求也越来越迫切、精密、超精密以及纳米级加工成为主要发展方向。而五轴联动数控机床的出现．极大地顺应了世界制造业的发展，它不仅集成化程度高复合化性能好、加工方式灵恬．而且还保证了均匀的误差分布与良好精密度，可用于多而复杂的曲面加工，显著提高了加工效率，对一个国家的航空、航天、军事、科研精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。因此，在宴际生产过程中，为了确保预期的加工品质，有必要在出厂前对其进行测试与调整。基于上述考虑，奉文在Sinumerik840D数控环境下，首先阐述了五轴联动机床的圆厦测试方法，对可能出现的测试结果进行了分析，提出了具体的解决方案。而后．讨论了同步龙门轴的调整过程，对相应的系统垂数进行了具体设置．井结台宴际的参数值对工作过程进行了描述。

2 五轴联动机床的囡度谢试与同步龙门轴调整

　　2.1 五轴联动机床各平自的圆度测试

　　与普通机床类似，圆度测试在五轴联动机床调整过程中也必不可少。眉为机床运行的绝大多数线路是南一个三维曲线组成的，在宜际的加工过程中本质上就是用一些圆弧来逼近它。所谓圆度测试，就是机床在某速度下完成某一半径大小的平面圆，根据机床实际运行得到的圆是香标准，来评价机床在拐点的位置是再具有优良的动态性能。在进行圃度测试的过程中，所选取的圆的半径以及相应的速度应南机床的快移速度与加速度来决定。通常情况下，如果在鞋高速度下进行测试时，能够保证得到的半径较小的圆的试验结果，那么半径较大的圆的试验结果也会得到相应的保证。

　　对于五轴联动机床．需要对X-Y,Y-Z以及分别进行圆度测试。由于过程类似，这里仅以X—Y为倒加以说明。为了避免产生椭圆轨迹，在开蛤测试之的应首先选定手动模式，在同一运行速度下对X轴和Y轴的跟踪误差进行刮试．确保=者具有相同大小的值。之后，选定MDA操作模式，编制并运行如下所示的圆加工程序：

　　G17G9I
　　G02 I20 J0 F2000 TURN=10
　　M02

　　如图1所示，在程序正在运行的过程中，选定驱动伺服界面的“圆度测武”选项，在“Axis”下拉菜单内填人进行圆形插补的X1轴、Y轴；在“Parameter”区域内给出圆的半径和进给速度与测试次数。下一步，选定“Start”软健，参与插朴的X1轴、Y轴的宴际位置就由系统实时存储。测试完成之后选择“Display”软键，跟踪得到的圆形曲线就柜直地在散字屏幕中展示出来。

　　为了使圆的展示教粜更清晰，需要调整展示圆弧的分辨率大小。如果经过优化之后得副的结粜不够理想，展示的是一个不标准的圆。这种情况下，可以通过对相关参数进行调整来得到一个标准的圆。在位置环参数与速度环滤波器增益不相同的情况下，所得到的圆的形状如图2所示。

　　在得到较标准的圆之后。也不排除在圆弧的四个象限点周围出现“小尖蜂”的可能。产生这种现象的原因是，当穿越象限点的时候。参与擂补的轴中有一个轴正在进行换向，而这一过程中存在的摩擦力在换向点位里通常会使轴发生滞后。一般而言，如果机床的动态特性较好，其自身就会弱化在换向点位置的滞后现象;当误差潜后现象过于明显，那么可以通过过象限误差补偿的方法来对其进行补偿。补偿的过程为:在轴进行换向之前施加一个适当的速度信号。为了避免欠补偿或者过补偿.该速度信号幅值的大小和提前的时间值需要与产生的误差大小相适应。调整过程中常用到的参数列出如下:

　　MD32500 FRICT_COMP_MODE:摩擦力补偿生效数据;
　　MD32520 FRICT_COM_CUNST_MAX:摩擦力补偿的幅值数据:
　　MD32540 FRICT_COMP_TIME: 摩擦力补偿的时间数据
　　通过修正相应参数得到的测试结果如图3所示。