2.1 反向間隙誤差補償
在進給傳動鏈中，齒輪傳動、滾珠絲槓螺母副等均存在反向間隙，這種反向間隙會造成工作台在反向運動時，電動機空轉而工作台不動。這就使得半閉環系統產生誤差，全閉環系統位置環**不穩定。
為補償反向間隙可先採用調整和預緊的方法來減少間隙。數控工具機的機械結構採用了滾珠絲槓螺母副、貼塑塗塑導軌等傳動效率高的結構，滾珠絲槓螺母副又有雙螺母預緊結構，所以機械結構間隙不大，但由於傳動部件彈性變形等引起的誤差，所以靠機械調整很難補償。對剩餘誤差，在半閉環系統中可將其測出，作為引數輸入數控系統，此後每當座標軸接受反向指令時，數控系統便呼叫間隙補償程式，自動將間隙補償值加到由插補程式計算出的位置增量指令中，以補償間隙引起的失動，即控制電機多走一點距離，這段距離等於間隙值，從而補償間隙誤差。
對於全閉環數控系統不能採取以上補償方法（通常將反向間隙補償引數調為零），只能從機械上減少甚至消除間隙。有些數控系統具有全閉環反轉間隙附加脈衝補償功能，以減少這種誤差對全閉環系統穩定性的影響。即當工作台反向運動時，對伺服系統施加一定寬度和高度的脈衝電壓（由引數設定）以補償間隙誤差。
2.2螺距誤差補償
螺距誤差是指由螺距積累誤差引起的常值系統性定位誤差。在半閉環系統中，定位誤差很大程度上受滾珠絲槓精度的影響。儘管滾珠絲槓的精度很高，但總存在著製造誤差。
要得到超過滾珠絲槓精度的運動精度，必須借助螺距誤差補償功能，利用數控系統對誤差進行補償與修正。另外，數控工具機經過長時間使用後，由於磨損，其精度可能下降，利用螺距誤差補償功能進行定期測量與補償，可在保持精度的前提下延長工具機的使用壽命。
螺距誤差補償的基本原理是將數控工具機某軸的指令位置與高精度位置測量系統所測得的實際位置相比較，計算出在數控加工全過程上的誤差分布曲線，再將誤差以**的形式輸入數控系統中。這樣數控系統在控制該軸運動時，會自動考慮到誤差值並加以補償。
採用螺距誤差補償功能應注意：
a.對重複定位精度較差的軸，因無法準確確定其誤差曲線，故螺距誤差補償功能無法實現，也就是說，該功能無法補償定位誤差；
b.只有建立工具機座標系後，螺距誤差補償才有意義；
c.由於工具機座標系是通過返回參考點而建立的，因此在誤差表中參考點的誤差要為0；
d.必須採取比滾珠絲槓精度至少高乙個數量級的檢測裝置來測量誤差分布曲線，常用於雷射干涉儀來側量。
3 誤差補償引數的設定
下面就以fanuc系統為例，說明誤差補償引數的設定方法。
fanuc系統反向間隙補償引數：
資料形式：字軸型；
資料單位：檢測單位；
資料範圍：-9999~9999。
設定各軸的反向間隙補償量。接通電源後，當工具機向參考點相反的方向移動時，進行第一次反向間隙補償。
fanuc系統螺距誤差補償引數：
a.在引數3620中輸入每個軸參考點的螺距誤差補償的位置號；
b.在引數3621中輸入每個軸螺距誤差補償的最小位置號；
c.在引數3622中輸入每個軸螺距誤差補償的最大位置號；
d.在引數3623中輸入每個軸螺距誤差補償放大率；
e.在引數3624中輸入每個軸螺距誤差補償的位置間隔；
例項： 已知配置日本fanuc數控系統的銑床，行程為-400～+800 mm。確定螺距誤差補償位置間隔為50 mm；參考點的補償位置為40 mm。計算如下：
負方向最遠的補償號位置為：參考點的補償位置號-負方向的工具機行程/補償位置間隔+1=40-400/50+1=33；正方向最遠的補償號位置為：參考點的補償位置號+正方向的工具機行程/補償位置間隔=40+800/50=56。
工具機座標和補償位置之間的關係如圖1所示：
圖1 工具機座標和補償位置之間的關係
在座標上各部分相對應的補償位置號處測量補償值。補償量如表1所示，將補償量畫在相應的補償位置處，如圖2所示。
表1 補償位置號與補償量關係表
圖2 螺距誤差補償位置及對應的補償值
螺距誤差補償引數設定如表2。
表2螺距誤差補償引數號
4 結束語
運動誤差是數控工具機最常見的一種誤差形式，我們不但可以調整工具機硬體結構消除該誤差，還可以通過設定工具機引數來補償。只要仔細分析誤差產生的原因，就能找出相應的解決方法，從而提高數控工具機的使用效率和使用壽命。
[1]楊中力.數控工具機故障診斷與維修[m].大連：大連理工大學出版社，2006.8.
[2]徐衡.數控工具機故障維修[m].北京：化學工業出版社，2005.6.
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