数控机床位置精度的测试与补偿

 

一、 机床进给传动装置的结构

在数控机床进给传动装置中,一般由电动机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转,由滚
珠丝杠螺母机构将回转运动转换为直线运动。
1. 进给机构的结构

滚珠丝杠螺母机构的工作原理如图 1 所示。在丝杠 1 和螺母 2 上各加工有圆弧

 

形螺旋 槽,将它们套装起来形成螺母旋转副时,在滚道内装满滚珠 3。当丝杠相
对螺母旋转时,

 

丝杠的旋 转面通过滚珠推动螺母轴向移动,同时滚珠沿螺旋转

形滚道滚动,

 

使丝杠和螺母之间的滑动摩擦转 化为滚珠与丝杠、螺母之间的滚

动摩擦。螺母螺旋槽的两端用回珠管 4 连接起来,使滚珠能够从一端重新回到另
一端,构成一个闭合的循环回路。

图 1 滚珠丝杠螺母机构

1——

 

丝杠 2——螺母 3——

 

滚珠 4——回珠管

2. 进给传动误差

由于滚珠丝杠副在加工和安装过程中存在误差,因此滚珠丝杠副将回转运动转

 

换为直线 运动时存在以下两种误差。
(1)螺距误差,即丝杠导程的实际值与理论值的偏差。例如,PⅡ

 

滚 珠丝杠的螺距

公差为 0.012/300mm。
(2)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。为了保证丝杠和螺母之间的灵活运动,必须有一定的反向间隙。

 

但反向间隙过大将严重 影响机床精度。因此,数控机床进给系统所使用的滚珠
杠副必须有可靠的轴向间隙调节机构,具体的调整在此不再赘述。
3.电动机与丝杠的连接及传动

电动机与丝杠间常用的连接及传动方式有以下三种。
(1) 直联,即用联轴器将电动机轴和丝杠沿轴线连接起来,其传动比为 1 1

∶ 。该