CNC數控機床補償你知道多少？

機床具有的係統性（xìng）的機械相關偏差，可以被係統記錄，但由於存在（zài）溫度或機（jī）械負載（zǎi）等環境因（yīn）素，在後續使用過程中，偏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。使用（yòng）實（shí）際位置編碼器（如光柵）或額外的傳感器（如激（jī）光幹涉儀（yí）等）獲（huò）得的測量（liàng）值來補償偏差，從而獲得更佳的加工效果。本（běn）期給大家介紹一下SINUMERIK常見的（de）補償功（gōng）能，“CYCLE996 運動測量”等實用的SINUMERIK測量循（xún）環可在機床的（de）持（chí）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（jī）床移動部件（jiàn）和其驅動部件，如滾珠絲杠，之間進行力的傳遞時會產生間斷或者延遲，因（yīn）為完全沒有間隙的機械結構會顯著增加機床的磨損，而且（qiě）從工藝上講也是難以實現的。機（jī）械間隙（xì）導致軸/主軸的（de）運動路徑與間（jiān）接測量係統（tǒng）的測量值之間存在偏差。這意味著一旦方向改變，軸將移動得過遠或過近，這取決於間隙的大小。工作台及其相關編碼器也會受到影響：如果（guǒ）編碼器位置領先（xiān）工作台，它提前到達（dá）指令位置這意味著機床實際移動的（de）距離縮（suō）短了。在機床運（yùn）行，通過在（zài）相應軸上使用反向間隙補償功能，在換向（xiàng）時，以前記錄的偏差將自動激活，將以前（qián）記錄的偏差疊加到實際位置值（zhí）上。

絲杠螺距誤差補（bǔ）償

CNC控製（zhì）係統中間接測量的（de）測量原理基於這（zhè）樣一個假設：即滾珠（zhū）絲杠的螺距在（zài）有效行程內保持不（bú）變，因此在理論上，可以根據驅動電機的運動信（xìn）息位置推（tuī）導出直線軸的實際位置。但是，滾珠絲杠的製造誤差會導致測量係統產生偏差（又稱絲杠螺距誤差（chà））。測量偏差（取決於所用測量係統（tǒng））與測量係統在機床（chuáng）上的安裝誤差（又稱為測量係統誤差）可能進一步加（jiā）劇此問題。為了補償這兩種誤差，使可使（shǐ）用（yòng）一套獨立（lì）的測量係統（tǒng）（激光測量）測量CNC機床的自然誤差曲線，然後，將所需補償值保存（cún）在（zài）CNC係統中進行補償（cháng）。

摩擦補償（象限誤（wù）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（zài）加工圓形輪廓時大幅（fú）提高輪廓精度。原（yuán）因如下：在象限轉（zhuǎn）換（huàn）中，一個軸（zhóu）以最高進給速度（dù）移動，另一軸則靜止不動。因此，兩軸的不同摩擦行為可能（néng）導致輪（lún）廓誤差。象限誤差補償可有效地減小（xiǎo）此誤差並確保出色的加工效果。補償脈衝的密度可以根據與加（jiā）速度相關的特征曲線設置，而（ér）該特征曲線可通過圓度測（cè）試來確定和參數（shù）化。在圓度測試（shì）中，圓形輪（lún）廓的實際位置和編程半徑的偏差（尤其在換向時）被量（liàng）化的記錄下來，並（bìng）通過圖形化顯示在人機界麵上。

在新版本的係統軟件上，集成的動（dòng）態摩擦補（bǔ）償功能能夠根據機床（chuáng）不同轉速下的摩擦行為進行動態（tài）補償，減小實際加工輪廓誤差，實現更高的控製精度。

垂度和角度誤差補償

如果各機（jī）床單個部件（jiàn）的（de）重量會導致活動（dòng）部件位移和傾斜，則需（xū）要進行（háng）垂度補償，因為（wéi）它會導致相關機床部分（包括導向係統）下垂。角度誤差（chà）補償則用於當移動軸（zhóu）沒有以正確的角度互相對齊時（例如，垂直）。隨著零點位置的（de）偏（piān）移不斷增加，位置誤差也增加。這兩（liǎng）種誤差均（jun1）由機床的（de）自重，或者刀（dāo）具和（hé）工件重量（liàng）所導致。在調試時測得的補償值被定量後按照相應的位置以某種形式，如補償表，存儲在SINUMERIK中。在機床運行（háng）時，相關軸的位置根據存儲點的補（bǔ）償（cháng）值進行插補。對於每次連續路徑（jìng）移動，均存在基本（běn）軸與補償軸。

溫（wēn）度補償

熱量可能導致機床各（gè）部分膨脹。膨脹（zhàng）範圍（wéi）取決（jué）於各機（jī）床部分的溫度、導熱率等。不同（tóng）溫（wēn）度可能（néng）導致各軸的實際位置發生變（biàn）化，這會對加工中的工件精度產生負麵影響。這些實際值（zhí）變化（huà）可以通過溫度補償（cháng）抵消。各軸在不同溫度的誤差曲線均可定義。為了始終正確補償熱脹（zhàng），必須通過功（gōng）能塊不斷從PLC向CNC控製係統重（chóng）新（xīn）傳遞溫度補償值、參考位（wèi）置和線性梯度（dù）角（jiǎo）參數。意外參數的變化會由控製係（xì）統自動消除，從而避免機床（chuáng）過載並激活監控功能。

空間誤差補償係統（VCS）

回轉軸的位置、它們的相（xiàng）互補償以及（jí）刀具定向誤差，可能導致（zhì）轉（zhuǎn）頭和回轉頭等部件出現係統性幾何（hé）誤差。此（cǐ）外，每個機床中（zhōng）進給（gěi）軸的導向（xiàng）係統將出（chū）現小誤（wù）差。對於線性（xìng）軸，這些誤差為線性位置誤（wù）差；水平和垂直直線度誤差；對於旋轉軸，會產生（shēng）俯仰角、偏航角和翻滾角（jiǎo）誤差。將機（jī）床組件相互對（duì）齊時，可能出現（xiàn）其（qí）他誤差。例如（rú），垂直誤差。在三軸機床中，這意味著在刀尖上可能會產生21項個幾何誤差：每（měi）個線性軸六個誤差類型（xíng）乘以三個軸，再加三個角度誤差。這些偏差共同作用形成總誤差，又稱為空間誤差。

空間誤差描述了實際機床的刀具（jù）中點（TCP）位置與理想無誤差機（jī）床的（de）刀具中點位置的（de）偏差。SINUMERIK解決方案合作夥伴能（néng）夠借助激光（guāng）測量設備確定空間誤差。僅測量單個位置的誤（wù）差是遠遠不夠的，必須測量整個加工空間內的（de）所有機床誤差。通常需要記錄所（suǒ）有位置的測量值並繪成曲（qǔ）線，因為各誤差大小取決於（yú）相關進給軸的位置與測量位置。例如，當y軸與z軸處於不同（tóng）位置時，導（dǎo）致x軸產生的偏差會不（bú）同——即使在x軸的幾乎同一位置也會出現誤差（chà）。借助“CYCLE996 –運動測（cè）量”，隻需幾分鍾即可確定回轉軸誤差。這意味著，可以不斷檢查機床的準確（què）性，如果（guǒ）需要，即（jí）使在生產中，也可以校正準（zhǔn）確性（xìng）。

偏差補（bǔ）償（動（dòng）態前饋控製（zhì））

偏差指在機床軸運動時位置控製器與標準的偏差。軸偏差為機床軸的目標位置與其實際位置的差值。偏差導致與（yǔ）速度相關的不必要輪（lún）廓誤差（chà），尤其在輪廓曲率變化（huà）時，如圓形、方形輪廓等。憑借零件（jiàn）程序中的NC高級語（yǔ）言命令FFWON，在沿路（lù）徑移動時，可以（yǐ）將（jiāng）與速（sù）度相（xiàng）關的偏差（chà）減為（wéi）零。通過前饋控製提高路徑精度，從而獲（huò）得更好的加工效果。

FFWON: 啟動前饋控製的命令

FFWOF: 關閉前饋（kuì）控製的命令

電子配重補償

在極端情況下，為了防止軸下垂而對機床、刀具或工件（jiàn）造成損壞，可以激活電子配重功能。在沒有機械（xiè）或液壓（yā）配重的負載軸中，一（yī）旦鬆開製動器，垂直軸會意外下垂。在激活電子配重後，可以補償意外的軸下垂。在鬆開製動器後，靠恒定的平衡扭矩來保持下（xià）垂軸的位置。