​CNC數控（kòng）機床補償你知道多少？

機床具有的係統性的機械相（xiàng）關偏差，可以（yǐ）被係統（tǒng）記錄，但由於存在溫度或機械負載等環境因素，在後續使用過程中，偏（piān）差仍然可能出現或增加。在這些情況下，SINUMERIK可以提供不同的補償功能。使（shǐ）用實際位置編（biān）碼器（如光柵（shān））或額外（wài）的傳感器（如激光幹涉儀等）獲得（dé）的測量值（zhí）來補償偏（piān）差，從而獲得更佳的加工效果。本期給（gěi）大家介紹一下SINUMERIK常（cháng）見（jiàn）的補償功能，“CYCLE996運動測量”等實用的SINUMERIK測量循環可在機床的持續監控與維護過程中為最終用戶提供全麵支持。

反向間隙補償

在機床移動部件和（hé）其（qí）驅動部件，如滾（gǔn）珠（zhū）絲杠（gàng），之間進行力的傳遞時會產生間斷（duàn）或者延遲，因（yīn）為（wéi）完全沒有間隙的機械結構會顯（xiǎn）著增加機床的磨損，而（ér）且從工藝上（shàng）講也是難以實現的。機械間隙（xì）導（dǎo）致軸/主軸的（de）運動路（lù）徑與間接測量係統的測量值（zhí）之間存在偏差。這（zhè）意味著一旦（dàn）方向改變，軸將移動得過遠或過（guò）近，這取決（jué）於間隙（xì）的大小。工作台及其（qí）相（xiàng）關（guān）編碼器也會受到影響：如果編碼器（qì）位置領先工作（zuò）台，它提前到達指令位置（zhì）這意味著機（jī）床實際移動的距離縮短了。在（zài）機床運行，通過在相應軸上使用反向間隙補償功能，在換向時，以前記（jì）錄的偏差將自動激（jī）活，將（jiāng）以前記錄的（de）偏差疊加到實際位置值上。

絲杠螺距誤差補償（cháng）

CNC控製係統中間接測量的（de）測量原理基（jī）於這樣一個假設：即滾珠絲杠的螺距在有效行程內保持不變，因此在理論上，可以根據驅動電機的運動信息位置推導出直線軸的（de）實際位置。但是（shì），滾珠絲杠的製造誤差會導致測量係統（tǒng）產生偏差（chà）（又稱絲杠螺距誤差）。測量偏差（取決於所用測量（liàng）係統）與測量係統在機床上的安裝誤差（又稱為測量係統誤差）可能進一步加劇此問（wèn）題。為了補（bǔ）償這兩種誤差，使可使用一套獨立的測量係統（激光測（cè）量）測量CNC機床的自（zì）然誤差（chà）曲線（xiàn），然後，將所需補償值保存在CNC係統中進行補（bǔ）償。

摩擦補償（象限誤差補償）和動態摩擦補償

象限誤差補償（又稱為摩擦補償）適合上述所有情況，以便在加（jiā）工圓形輪廓時大幅提高輪廓精度。原因如下：在象限轉換中，一個軸以最高進給速度移動，另一軸則靜止不（bú）動（dòng）。因（yīn）此，兩軸的不同摩擦行為可能導致輪廓誤差。象（xiàng）限誤差補償可有效地減小此誤差並確保出色的加工效果。補償（cháng）脈衝的密度可以根據與加速度相關的特征曲線（xiàn）設置，而該特征曲線可通過圓度測（cè）試來確定和參（cān）數化（huà）。在圓度測試中，圓形輪廓的實際位置和編程半徑的偏（piān）差（尤其在換向時）被量化的記錄下來，並通（tōng）過圖形化（huà）顯示在人機界麵上。

在新版本的係（xì）統軟件上，集成的動態摩擦補償功能能（néng）夠根據機床不同轉速下的摩擦行為進行動態補償，減小（xiǎo）實際加工輪廓誤差，實現更高的控製（zhì）精度。

垂（chuí）度和角（jiǎo）度誤差補償

如果各（gè）機床單個部件的重量（liàng）會導致活動部件位移和傾斜，則需要進行垂度補償（cháng），因為（wéi）它會導致相關機床部分（包括導向係統）下（xià）垂。角度（dù）誤差補償則（zé）用於當移動軸沒有以正確的角度互相對齊時（例如（rú），垂直）。隨著零點位置的偏移（yí）不斷增加，位置（zhì）誤差（chà）也增加。這兩種誤差均由機（jī）床的（de）自重，或者刀具和工件重量所導致。在調試（shì）時測得（dé）的（de）補償值被定量後按照相應的位置以某種形式，如（rú）補償表，存儲在SINUMERIK中。在機床運行時，相關軸的位置根據存儲點的補償值進行插補。對於每次連續路徑移動，均（jun1）存（cún）在基本軸與補償軸（zhóu）。

溫度補償

熱量可能導致機（jī）床各（gè）部分膨脹。膨脹範圍取（qǔ）決於各機床（chuáng）部分的溫度、導熱率等。不同溫度可能導（dǎo）致各軸的實際位置發生變化，這會對加工中的工件精度產生負（fù）麵影響（xiǎng）。這些實際值變化可以通過溫（wēn）度（dù）補償抵消。各軸在（zài）不同溫度的誤差（chà）曲線均可定義。為了始終正（zhèng）確補償熱脹，必須通過（guò）功能塊（kuài）不斷從（cóng）PLC向CNC控製係統重新傳遞溫（wēn）度補償值（zhí）、參考位置和線性梯度角參（cān）數。意外參數的變化會由控製係統自動消（xiāo）除，從（cóng）而避免機床過載並激活監控功能。

空間誤差補償係統（VCS）

回轉（zhuǎn）軸的位置、它們的相互補償以及刀具定向誤差，可能（néng）導致轉頭和回轉頭等部件出現係統性幾何誤差。此外，每個機（jī）床（chuáng）中進給軸的導向係統將出現小誤差（chà）。對於線性軸，這些誤差（chà）為線性（xìng）位置誤差；水平和垂直直線度（dù）誤差；對於旋轉（zhuǎn）軸（zhóu），會產生俯仰角、偏航角（jiǎo）和（hé）翻滾角誤差。將（jiāng）機床組件相（xiàng）互對齊時，可能出現其他（tā）誤差。例如，垂直誤差。在三軸機床中，這意味著在刀（dāo）尖（jiān）上可（kě）能會產生21項個幾何誤差：每（měi）個線（xiàn）性軸六個誤差類型乘以三（sān）個軸，再加三個角度誤差（chà）。這些偏差共同作用形成總誤差，又稱（chēng）為空間誤差。

空間誤差描述了（le）實際機床的刀具中點（TCP）位置與理想無誤差機床的刀具中（zhōng）點位置的偏差。SINUMERIK解（jiě）決（jué）方案合作夥伴（bàn）能夠借助激（jī）光測量設備確定空間（jiān）誤差。僅測量單個位置的誤差是（shì）遠（yuǎn）遠不夠的，必（bì）須測量整個加工空（kōng）間內的所有（yǒu）機床誤差。通常需要記錄所有位置的（de）測量（liàng）值（zhí）並繪成曲線，因為各誤差大小取決於相關（guān）進給軸的位置與（yǔ）測量位置。例（lì）如，當y軸與z軸處於（yú）不同位置（zhì）時，導致x軸產生的偏差會不同——即（jí）使在x軸的幾乎同一位置也會出現（xiàn）誤差。借助“CYCLE996–運動測量”，隻需幾分鍾即可確定回轉軸（zhóu）誤差。這意味著，可以不（bú）斷檢查機床的準確性，如果需要，即使在生產中，也可以校正準確性。

偏差補償（動態前饋（kuì）控製）

偏差指在機（jī）床軸運動時位置（zhì）控製（zhì）器與標（biāo）準的偏差。軸偏差為機床軸的目標位置與其實際位置（zhì）的差值。偏（piān）差導致與速度相關的不必（bì）要輪廓誤差，尤其在輪廓曲率變化（huà）時，如圓形、方形輪廓等（děng）。憑（píng）借零件（jiàn）程序中的NC高級語言命（mìng）令（lìng）FFWON，在沿路徑移動時，可以將與速度相關的偏差減為零。通過前饋（kuì）控製提高路徑精度，從而獲（huò）得更（gèng）好的加工效果（guǒ）。

FFWON:啟動前（qián）饋控（kòng）製的命（mìng）令

FFWOF:關閉前饋控製的命令

電子配重補償

在極端（duān）情況下，為了防止軸下垂而對機床（chuáng）、刀具或工件造成損壞（huài），可以激活電子配重功能。在沒有機械或液壓（yā）配重的負載軸中，一旦鬆（sōng）開（kāi）製動器，垂直軸會（huì）意外下垂（chuí）。在激活電子配（pèi）重後，可以補償意外的軸下垂（chuí）。在鬆開製動器後，靠恒定的平衡扭矩來保持下垂軸的位置。