一种全闭环伺服系统的数控机床反向间隙监测方法，利用机床内置编码器对电机和工作台位置进行连续采样，并以电机位置为参考位置，计算参考位置序列xm(n)处反向间隙序列c(n)，相比与传统的反向间隙测试方法，该方法无需外置传感器，可以实现对全程的反向间隙的测量，相对于用一个点的间隙值代表全程间隙，该方法可更准确，全面的测试出反向间隙状况，测试方法自动化程度高，通过实时监测机床反向间隙状况并计算得到全闭环数控机床中反向间隙轮廓误差，从而实现对轮廓误差的监测与控制，确保轮廓误差始终处于允许的误差范围，该监测方法自动化程度较高，监测成本较低，监测可靠性高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，利用机床内置编码器对电机和工作台位置进行连续采样，并以电机位置为参考位置，计算参考位置序列xm(n)处反向间隙序列c(n)，相比与传统的反向间隙测试方法，该方法无需外置传感器，可以实现对全程的反向间隙的测量，相对于用一个点的间隙值代表全程间隙，该方法可更准确，全面的测试出反向间隙状况，测试方法自动化程度高，通过实时监测机床反向间隙状况并计算得到全闭环数控机床中反向间隙轮廓误差，从而实现对轮廓误差的监测与控制，确保轮廓误差始终处于允许的误差范围，该监测方法自动化程度较高，监测成本较低，监测可靠性高。【专利说明】
本专利技术涉及机床精度监测与控制领域，特别涉及。
技术介绍
机床的跟随误差和轮廓误差是机床精度性能的主要评价指标，跟随误差是指单轴伺服指令位置与实际位置间的差值，轮廓误差是指实际位置到指令轨迹的正交距离。伺服轴在改变进给方向时会出现反向间隙，对于全闭环伺服系统的数控机床，反向间隙的出现严重的造成伺服系统巨大的时间滞后性和跟随误差，巨大的跟随误差也导致了轮廓加工时较大的轮廓误差。例如在进行圆轮廓加工时，伺服轴进给方向在变象限处改变，由此会导致较为突出的轮廓误差，称此为变象限误差。在数控机床伺服轴传动链中，动力传动环节如联轴器，齿轮副，滚珠丝杠副等均存在反向间隙，因此非直接驱动伺服轴系统中一定存在反向间隙。由于齿轮，滚珠丝杠的加工误差，磨损等造成机床伺服轴反向间隙在不同位置处是不相等的，而且在位置域也表现为一定的周期性波动特性，因此只有测试整个行程各个位置点的反向间隙才能全面准确的评价伺服轴反向间隙状况。在目前的反向间隙的测试中，利用外置传感器测量一个位置或极少位置点处的反向间隙值，并用过于稀疏的反向间隙值近似拟合估计全程的反向间隙状况，测试工具一般采用千分表、百分表或者激光传感器等外置传感器，测量方法多为手动测试，因此已有的测试方法误差较大，且不能获得整个行程反向间隙的波动情况。目前反向间隙误差的分析是基于半闭环伺服系统的数控机床，但是对于全闭环伺服系统的数控机床，反向间隙误差产生的机理是不同的，因此需要重新研究反向间隙误差的影响方式以保证间隙轮廓误差在允许的误差范围内。申请号201010557048.4的专利利用百分表测试某一些位置点的机床反向间隙，该方法并不能测量描述出整个进给行程内任意一点处的反向间隙情况，而且为手动测试，对操作人员的要求较高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，该监测方法自动化程度较高，监测成本较低，监测可靠性高。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为:，包括以下步骤:步骤1，伺服轴在测试反向间隙的行程内以速度V匀速正向进给，同时利用编码器采集卡基于同一采样频率f测试电机位置Xm(t)和工作台位置X1 (t)，f的选取需满足奈奎斯特采样定理；步骤2,在步骤I测试中，电机起始位置坐标为a,终点位置坐标为b,则可构造为首项是a，末项是b，间距是D的确定等间距电机位置值序列Xm(η)作为插值点序列，也即参考位置序列，其中【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤:步骤1，伺服轴在测试反向间隙的行程内以速度V匀速正向进给，同时利用编码器采集卡基于同一采样频率f测试电机位置Xm(t)和工作台位置X1 (t)，f的选取需满足奈奎斯特采样定理； 步骤2，在步骤I测试中，电机起始位置坐标为a，终点位置坐标为b，则可构造为首项是a，末项是b，间距是D的确定等间距电机位置值序列Xm(η)作为插值点序列，也即参考位置序列，其中D < y ; 步骤3，根据等时间采样的电机位置序列Xm(t)和工作台位置序列X1 (t)，利用三次样条插值重新计算等间隔电机位置序列Xm(η)处的工作台位置序列x1+(η)，得到正向进给时工作台位置一参考位置图，即x1+(n)—Xm(H)曲线； 步骤4，伺服轴在测试行程内匀速反向进给，然后重复步骤I至步骤3过程，计算反向进给时参考位置Xm(η)处的工作台位置序列X1-(η)，得到反向进给工作台位置一参考位置图，即 X1Jn) — xm (η)曲线； 步骤5，步骤3与步骤4分别得到了电机正、反向运动时，参考位置Xm(η)处的工作台位置序列x1+(η)与Xl_(n)，两次所测的不同工作台位置序列差值就表征了参考位置处1(11)的反向间隙序列c (η): 【文档编号】B23Q17/00GK103753351SQ201310736937【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日 【专利技术者】林京, 史生宇, 王琇峰, 赵明 申请人:西安瑞特快速制造工程研究有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林京，史生宇，王琇峰，赵明，
申请(专利权)人：西安瑞特快速制造工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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