西门子 840D数控系统螺距误差及补偿分析

西门子 840D数控系统螺距误差及补偿分析

王春雨，谭伟

沈阳飞机工业（集团）有限公司 辽宁 沈阳 110850

摘要：针对西门子840D数控系统螺距误差类别，进行有效性分析，并简单介绍了分析西门子840D数控系统螺距误差及补偿的重要性，提出数控系统螺距误差补偿要点，获取较好的应用效果，旨在为相关工作人员提供良好的帮助与借鉴。

关键词：西门子840D数控系统；螺距误差；补偿

0引言：

数控机床精度等级，对加工工件质量起到决定性作用，由于数控技术的快速发展，系统软件误差补偿技术的有效运用，显著提升数控机床精度，本文重点探讨西门子840D数控系统螺距误差和无偿要点，内容如下。

1分析西门子840D数控系统螺距误差及补偿的重要性

结合西门子840D数控系统运行特点，引起误差的因素比较多，各类因素之间存在密切联系，通过对系统螺距误差进行合理补偿，能够有效减小误差的出现。同时，利用系统螺距误差补偿功能，无需调整机床硬件，不但可以提高机床的精度，而且能够显著减少材料损耗。通过分析西门子840D数控系统螺距误差及补偿，能够更好的满足数控机床高精度加工要求。有关人员要结合西门子数控系统类型，进行科学的补偿。

2误差补偿

2.1机床误差类别分析

第一，数控机床结构，包括各项零部件几何误差类别。在机床制造过程当中，各个零部件容易出现尺寸误差，在装配期间，因为装配技术不规范，容易引起较大误差^[1]。可以对机床结构进行全面改进，并提升数控机床加工精度，有效减少系统误差的出现。

第二，数控机床的变形误差类别。数控机床运行期间，因为其内部的传动部件，以及润滑液管路产生较大的热量，数控机床特别容易出现热变形，引发变形误差。数控机床内部的液压元件安装部位，以及外界温度条件，均会引发机床变形误差。为了减少此种类型误差的出现，操作人员可以安装风冷设备，确保数控机床液压系统温度得到良好控制，避免数控系统出现较大的螺距误差。

第三，加工工件过程中所产生的误差。因为工件材料质地比较差，存在严重的磨损现状，在实际加工过程中，出现严重的负载变化，最终引起较大误差。操作人员运用先进工艺，可减少此类误差的发生，提升数控系统的稳定性与安全性能。

第四，机械磨损引发的误差。由于数控机床运行时间比较长，其内部的四杠与连接轴承出现大面积磨损，降低数控机床的精度，从而引发较大的误差。对于此种类型的误差，操作人员需要结合检修计划，定期进行检修，针对容易损坏的元件，要及时更换，并做好日常保养工作。

第五，其他类型的误差。主要包括系统跟随误差、计算误差等。为了减少此类误差的出现，要求操作人员及时进行系统升级，有效减少系统计算误差与跟随误差的出现。

2.2明确机床螺距误差产生的具体原因

第一，滚珠丝杠副处位于进给系统传动链末端，因为丝杠与数控机床螺母之间存在较大误差，滚珠丝杠副处位于进给系统传动链末端，特别容易出现螺距累积误差与螺纹误差。

第二，滚珠丝杠装配期间，特别容易出现螺距误差，如果采取双向支撑体系，丝杠轴向长度过大，使得丝杠螺距误差明显增大，影响数控机床的安全运行^[2]。

第三，数控机床装配期间，因为丝杠轴线和机床平行度之间存在较大误差，容易出现机床目标值偏差。为了减少此种类型误差的出现，操作人员要明确数控机床数据保护级别，包括密码，有针对性的进行调整。

2.3确定误差的补偿范围与具体方法

2.3.1误差补偿范围

西门子840D数控系统螺距误差补偿，主要指的是合理控制数控机床实际位移和指令位移之间的距离，操作人员通过调整数控系统指令值脉冲数，确保数控机床的真实位移和指令位移更加接近，进一步提升机床精度^[3]。如果数控机床出现较大的螺距误差，会显著降低数控机床加工精度，尤其是在长时间加工环节，系统内部的各类硬件特别容易出现磨损，螺距误差逐渐增加，待误差达到一定数值后，系统在加工期间会发出警报，主轴出现复位，工件加工误差增大，严重的还会出现报废吸纳想。

为了有效补偿西门子840D数控系统螺距误差，要求操作人员及时更换丝杠，包括活灵与丝杠螺母，然后，这些零部件的成本比较高，更换时间比较长，会对现有的数控机床生产运行带来较大影响^[4]。操作人员可以利用西门子840D数控系统螺距误差补偿功能，无需进行硬件的更换，不仅能够保证西门子840D数控系统的稳定运行，而且缩短维修时间，显著消除误差，保证数控系统坐标轴实际位移和指令值更加接近，提升数控机床的加工精度，进一步满足工业生产要求，提高西门子840D数控系统的安全性与可靠性。

2.3.2误差补偿方法要点

结合螺距误差补偿原理得知，对西门子840Dsl数控系统进行精度测量和补偿，具体内容如下：

第一，测量系统的安装。测量系统采用Rienshaw公司XL-80激光干涉仪测量设备，要求技术人员根据测量仪器设备安装要求进行安装。

第二，机床误差检测。通过合理设定机床程序，并根据指定位置移动情况，设置和数控机床相对应的系统螺距误差补偿参数，设置内容见表一。

表一 数控机床系统螺距误差补偿参数设置要点

在运行检测过程中，技术人员需要将数控机床设置到测量起点，然后运用测试软件，加强数据采集，并结合误差数据，绘制曲线，进行综合性分析。

根据具体的采集数据得知，西门子840Dsl数控机床X轴定位误差是0.045698mm，误差较大，不满足国家规定标准要求，通过对数据进行分析，并采用专业测试软件，计算出机床的X轴螺距误差，采取均值补偿方法，补偿类型为“绝对值”，确保系统螺距误差得到有效补偿。通过对西门子840D数控系统螺距误差进行有效补偿，该数控机床的精度得到显著提升，具体数据见表二。

表二 西门子840D数控系统X轴螺距误差补偿前后精度对比

3结束语：

综上所述，通过科学分析了西门子840D数控系统螺距误差补偿进行合理化分析，例如明确机床误差类别、机床螺距误差产生的具体原因、确定误差的补偿范围等等，可以保证数控系统螺距误差补偿功能得到更好发挥，提高数控系统的整体运行效率，显著减少误差的发生。

参考文献：

[1]刘佃凯,盛超丰,赵丽荣.实现西门子840D sl数控系统螺距误差的批量设置方法[J].制造技术与机床,2020，(04):153-154.

[2]封光磊,李江艳,张韬,王廷猛,苏敏,姜旭峰.基于西门子840D sl数控系统的卧式加工中心PLC程序模块化设计[J].机械设计,2019,36(S1):449-452.

[3]王其,于海勃,赵训茶,张传勇,李勇刚.西门子840Dsl数控系统在HELLER MCH300卧式加工中心改造中的应用[J].中国设备工程,2019，(04):81-82.

[4]李昆,熊阳,董璞.基于西门子828D数控系统的直驱转台设计及误差补偿[J].机床与液压,2018,46(22):157-160.