FANUC的进给运动误差补偿方法

无锡职业技术学院毕业设计说明书机械技术学院毕业设计论文FANUC的进给运动误差补偿方法学生姓名：指导教师姓名：所在班级所在专业论文提交日期论文答辩日期答辩委员会主任主答辩人系年月日FANUC的进给运动误差补偿方法目录毕业设计任务书 (1)开题报告 (2)第一章进给运动误差补偿方法 (6)1.1常见进给运动误差 (7)1.1.1反向间隙误差补偿 (8)1.1.2螺距误差补偿 (9)1.1.3摩擦补偿 (11)第二章进给误差数据采集与补偿参数的设置 (12)2.1激光干涉仪 (12)2.1.1单频激光干涉仪 (12)3.1 双频激光干涉仪 (13)3.1.1 雷尼绍激光校准系统 (14)3.1.2 测量误差分析 (19)3.2误差补偿参数的设置 (20)毕业设计总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)外文翻译 (26)2无锡职业技术学院毕业设计说明书机械技术学院毕业设计任务书课题名称FANUC的进给运动误差补偿方法指导教师王小平职称高级技师专业名称数控设备应用与维护班级数控设备10832学生姓名尹耀强学号1061083237课题需要完成的任务：1．根据课题调研查阅资料，了解国内外现状、进展，编写调研报告。

2．收集技术资料、图纸进行设计或分析探讨。

3．对不同类型设计的分析, 进行方案论证，确定总体方案。

4．完成毕业设计的论文。

5． 3000单词量的外文资料的翻译（专业相关科技类）。

课题计划：2月21日—2月25日；确定毕业设计课题。

2月28日—3月 4日；收集整理英文翻译资料。

3月 7日—3月11日；查阅技术资料，完成课题的前期调研工作，完成英文翻译。

3月14日—3月18日；完成课题相关资料收集，进行毕业论文构思。

3月21日—3月25日；完成毕业论文初稿。

3月28日—4月01日；完成毕业论文初稿。

4月04日—4月08日；修改、完善毕业论文，定稿。

4月11日—4月20日；整理打印毕业设计资料，完成答辩计划答辩时间：4月20日数控技术系（部、分院）2011 年3月 1 日1FANUC的进给运动误差补偿方法无锡职业技术学院（论文）开题报告（2011 届）题目FANUC的进给运动误差补偿方法指导教师王小平院系机械技术学院班级数控设备10832学号1061083237姓名尹耀强二〇一一年二月二十日2无锡职业技术学院毕业设计说明书一、选题的意义数控设备专业的毕业设计是我们完成学业的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次综合训练。

我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件，数控编程等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！二、研究的主要内容，拟解决的主要问题（阐述的主要观点）在数控机床加工零件的过程中,引起加工误差的原因有很多方面。

如机床零部件由于强度、刚度不够引起而产生的变形，从而造成的误差；还有因传动件的惯性、电气线路的时间滞后等原因带来的加工偏差等。

有些误差通过调整机床可以消除，但有些无法消除，这就需要我们通过数控系统参数补偿来消除。

目前，日本FANUC公司的数控系统在国内市场的占有率远远超过其他的数控系统。

本文以FANUC公司的数控系统为例来说明数控机床进给运动误差参数补偿方法。

三、研究（工作）步骤、方法及措施（思路）1．查阅技术资料，了解误差的形成2．翻译相关英文资料3．对误差补偿原理的理解4．完成误差补偿的相关图示5．查阅技术资料，了解误差的一般性的诊断与维修6．整理毕业设计资料，完成答辩四、毕业论文（设计）提纲1.课题研究的背景2.课题研究的意义3.课题研究内容4.课题研究目标3FANUC的进给运动误差补偿方法五、主要参考文献1.《数控机床故障诊断与维修》大连理工出版社出版2.《FANUC0i系列数控系统连接调试与维修诊断》化学工业出版社出版3.《FANUC0iC数控系统完全应用手册》人民邮电出版社4.《机械制图》机械工业出版社5.《CAD技术》电子出版社出版指导教师意见：签名：2010年 3月 6日系毕业设计（论文）工作指导小组意见：签名：年月日二级学院(直属系)毕业设计（论文）工作领导小组意见：签名：年月日4无锡职业技术学院毕业设计说明书摘要在数控机床加工零件的过程中,引起加工误差的原因有很多方面。

如机床零部件由于强度、刚度不够引起而产生的变形，从而造成的误差；还有因传动件的惯性、电气线路的时间滞后等原因带来的加工偏差等。

有些误差通过调整机床可以消除，但有些无法消除，这就需要我们通过数控系统参数补偿来消除。

关键词：数控机床、进给误差、激光干涉仪。

5FANUC的进给运动误差补偿方法第一章进给运动误差补偿方法背景在数控机床加工零件的过程中,引起加工误差的原因有很多方面。

如机床零部件由于强度、刚度不够引起而产生的变形，从而造成的误差；还有因传动件的惯性、电气线路的时间滞后等原因带来的加工偏差等。

有些误差通过调整机床可以消除，但有些无法消除，这就需要我们通过数控系统参数补偿来消除。

FANUC系统是日本富士通公司的产品，通常其中文译名为发那科。

FANUC系统进入中国市场有非常悠久的历史，有多种型号的产品在使用，使用较为广泛的产品有FANUC 0、FANUC16、FANUC18、FANUC21等。

在这些型号中，使用最为广泛的是FANUC0系列。

系统在设计中大量采用模块化结构。

这种结构易于拆装、各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。

FANUC系统设计了比较健全的自我保护电路。

PMC信号和PMC功能指令极为丰富，便于工具机厂商编制PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。

系统提供串行RS232C接口，以太网接口，能够完成PC和机床之间的数据传输。

FANUC系统性能稳定，操作界面友好，系统各系列总体结构非常的类似，具有基本统一的操作界面。

FANUC系统可以在较为宽泛的环境中使用，对于电压、温度等外界条件的要求不是特别高，因此适应性很强。

鉴于前述的特点，FANUC系统拥有广泛的客户。

使用该系统的操作员队伍十分庞大，因此有必要了解该系统的一些软、硬件上的特点。

目前，日本FANUC公司的数控系统在国内市场的占有率远远超过其他的数控系统。

日本FANUC公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点，在市场的占有率远远超过其他的数控系统，主要体现在以下几个方面。

（1）系统在设计中大量采用模块化结构。

这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。

（2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。

其工作环境温度为0～45℃，相对湿度为75％。

（3）有较完善的保护措施。

FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。

（4）FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。

对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。

（5）提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。

这些丰富的信号和编程指6无锡职业技术学院毕业设计说明书令便于用户编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。

（6）具有很强的DNC功能。

系统提供串行RS232C传输接口，使通用计算机PC和机床之间的数据传输能方便、可靠地进行，从而实现高速的DNC操作。

（7）提供丰富的维修报警和诊断功能。

FANUC维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。

2．主要系列（1）高可靠性的PowerMate 0系列：用于控制2轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便，中文显示的CRT／MDI，也可配性能／价格比高的DPL／MDI。

（2）普及型CNC 0—D系列：0—TD用于车床，0—MD用于铣床及小型加工中心，0—GCD用于圆柱磨床，0—GSD用于平面磨床，0—PD用于冲床。

（3）全功能型的0—C系列：0—TC用于通用车床、自动车床，0—MC用于铣床、钻床、加工中心，0—GCC用于内、外圆磨床，0—GSC用于平面磨床，0—TTC 用于双刀架4轴车床。

（4）高性能／价格比的0i系列：整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。

0i—MB／MA用于加工中心和铣床，4轴4联动；0i—TB／TA用于车床，4轴2联动，0i—mate MA用于铣床，3轴3联动；0i—mateTA用于车床，2轴2联动。

（5）具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i／21i系列：控制单元与LCD 集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。

其中FSl6i—MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。

16i最大可控8轴，6轴联动；18i最大可控6轴，4轴联动；21i最大可控4轴，4轴联动。

除此之外，还有实现机床个性化的CNC 16／18 / 160／180系列。

本文就以FANUC公司的数控系统为例来说明数控机床进给运动误差参数补偿方法。

1.1常见进给运动误差进给运动:使工件的多余材料连续在相同或不同深度上被去除的工作运动。

运动误差是指由于数控机床结构间的相对运动和结构本身的原因而使刀具与工件间产生的相对位置误差。

进给运动误差可分成两类：一类是有常值系统性误差，如螺距积累误差、反向间隙误差等；一类是变值系统性误差，如热变形等。

数控机床上常见进给运动误差的原因有：7FANUC的进给运动误差补偿方法a.机床的热变形，机床构件的扭曲与变形，传动轴或丝杠在扭矩作用下的扭曲变形引起的无效运动，都会造成零件的加工偏差；b.螺距误差，开环和闭环数控机床的定位精度主要取决于滚珠丝杠的精度。

但丝杠总会存在一定的螺距误差，因此在加工过程中会造成零件的加工误差；c.齿隙或间隙，在齿轮传动系统中，齿轮间隙是引起传动误差的一个主要原因。

在丝杠螺母副传动时，其间的齿隙以及溜板的歪斜也会产生传动误差。

这类误差统称为齿隙误差；d.机床溜板的磨擦、磨损造成的误差。

进给运动误差的消除方法消除误差的方法很多，可通过机械设计提高部件的刚度、强度，以减少变形；也可通过控制系统消除误差。

过去用硬件电子线路和挡块补偿开关实现补偿，现在CNC系统中多用软件进行误差补偿。

1.1.1反向间隙误差补偿在进给传动链中，于丝杠和螺杆在制造、使用过程中配合所造成的.齿轮传动、滚珠丝杠螺母副等均存在反向间隙，这种反向间隙会造成工作台在反向运动时，电动机空转而工作台不动。

(反向间隙,即丝杠和螺母无相对转动时,丝杠和螺母之间的最大窜动。

由于螺母结构本身的游隙以及其受轴向载荷后的弹性变形,滚动丝杠螺母机构存在轴向间隙。

该轴向间隙在丝杠反向转动时表现为丝杠转动α角,而螺母未移动,形成了反向间隙。