Точность системы управления
Ошибки интерполятора и режима интерполяции. Интерполятор вносит определенные погрешности в обработку. Как уже рассматривалось (см. гл. 1),для интерполяторов характерны некоторые отклонения отрабатываемой траектории от заданной. Отклонение б (геометрическая погрешность) зависит от угла наклона траектории к координатным осям и не превышает цены импульса (дискреты) А на участке любой протяженности в одну из сторон от заданной траектории или ±0,707 А на ограниченном участке в обе стороны от заданной траектории. Станкам первого поколения с дискретой до 0,1 мм и более были присущи значительные погрешности обработки, связанные с работой интерполятора. Геометрическая погрешность интерполяции для современных станков с ценой единичных импульсов 0,001—0,002 мм является
До 50 |
Св. 50 до 125 |
Св. 125 до 320 |
Св. 320 до 800 |
Св. 800 до 2000 |
|||||
А |
Б |
А |
Б |
А |
Б |
А |
Б |
А |
Б |
Таблица 12.2. Допускаемая нестабильность б достижения заданного положения при позиционировании, мкм |
Класс точности станка |
Перемещения на длине, мм |
9,6 4,8 2,4 |
15,0 7,2 3,6 |
18,0 9,6 3,8 |
15,0 7,2 3,6 |
24,0 12,0 6,0 |
Н п в |
12,0 6,0 3,0 |
24,0 12,0 6,0 |
36,0 18,0 9,6 |
36,0 18,0 9,6 |
60,0 30,0 15,0 |
Пр имечание. Отклонения а относятся к осям X, Y, W, R, отклонения б — к оси Z. 470
Величиной малой, не оказывающей существенного влияния на точность обработки, но проявляющейся в виде отклонений микрогеометрии, т. е. шероховатости обработанной поверхности.
Весьма существенны погрешности, не зависящие от. интерполятора, но проявляющиеся в режиме интерполяции. Их причиной являются циклические ошибки в передаче движения приводами подач. Эти ошибки возникают от осевых биений и внутришаговых ошибок ходовых винтов, накопленных ошибок в зубчатых колесах редукторов и передачах к датчикам обратной связи, несоосности валов в кинематической цепи двигатель привода подач — редуктор — ходовой винт — датчик. При работе только по одной координате такие ошибки проявляются в виде некоторой неравномерности движения рабочих органов и не отражаются на результатах обработки, так как незначительные изменения подачи (в пределах малых долей от номинального значения) практически не приводят к микро - и макропогрешностям обработанной поверхности. ,
Совсем иная картина получается при одновременном перемещении рабочих органов в режиме интерполяции по нескольким осям. В этом случае неравномерность движения даже по одной из координат приводит к погрешности обработки траектории и волнистости обработанной поверхности.
Допустим, в двухкоординатной системе XZ (рис. 12.1) неравномерность на каждый оборот ходового винта проявляется при движении по координате Z, а движение по координате X осуществляется равномерно. Обозначим через Pz и Рх шаги ходовых винтов соответственно по осям Z и X. Сначала представим, что выполняется линейная интерполяция, например протачивание конической поверхности на токарном станке под углом cci к продольной оси Z. В связи с цикличностью ошибки по оси Z через полоборота ходового винта каретка пройдет путь, больший, чем половина шага, на некоторую величина АЯг, и рабочий орган вместо точки А окажется в точке Ah На обработанной поверхности возникает волнистость с высотой волны
6i = АР? Sin ai И Шагом P = Pz/cosa.
С увеличением угла наклона траектории к оси Z увеличиваются высота б? = = APzsina2 и длина Рг = Яг/cos а2 волны. Отсюда ясно, как, оценивая шаг и высоту волны на обработанной поверхности, выявить элемент или группу элементов, порождающих циклическую погрешность перемещения. Надо обработать две поверхности под углами ои и А-г. Если при малом угле наклона траектории к одной из осей (угол ai) высота б] и шаг Р| волны меньше, чем 62 и Рг при большом угле ао, то основное воздействие на погрешность оказывают элементы привода, расположенные и работающие по той же оси. Если элемент, порождающий ошибку, связан с ходовым винтом зубчатыми передачами с коэффициентом редукции г, то проекция волны на ось будет иметь шаг, равный Я,.
Погрешности аппроксимации. При использовании УЧПУ с линейными интерполяторами для обработки деталей по круговому контуру, при расчете координат опорных точек в процессе подготовки УП применяют аппроксимацию окружностей, что связано с погрешностью (см. гл. 1). Путь повышения точности в указанном случае лежит в уменьшении шага аппроксимации (угла А<р), поскольку уменьшение дуги в два раза уменьшает погрешность аппроксимации в четыре раза. - , -