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本帖最后由 twq19810302 于 2023-6-3 13:26 編輯
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機床具有的系統(tǒng)性的機械相關偏差,,可以被系統(tǒng)記錄,,但由于存在溫度或機械負載等環(huán)境因素,,在后續(xù)使用過程中,,偏差仍然可能出現(xiàn)或增加。在這些情況下,,SINUMERIK可以提供不同的補償功能,。使用實際位置編碼器(如光柵)或額外的傳感器(如激光干涉儀等)獲得的測量值來補償偏差,從而獲得更佳的加工效果,。本期給大家介紹一下SINUMERIK常見的補償功能,,“CYCLE996 運動測量”等實用的SINUMERIK測量循環(huán)可在機床的持續(xù)監(jiān)控與維護過程中為最終用戶提供全面支持。9 N5 l7 ?0 b3 {: V
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反向間隙補償
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' i" ] i) e6 c: J$ h8 Y, u 在機床移動部件和其驅動部件,,如滾珠絲杠,,之間進行力的傳遞時會產生間斷或者延遲,因為完全沒有間隙的機械結構會顯著增加機床的磨損,,而且從工藝上講也是難以實現(xiàn)的,。機械間隙導致軸/主軸的運動路徑與間接測量系統(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,,這取決于間隙的大小,。工作臺及其相關編碼器也會受到影響:如果編碼器位置領先工作臺,它提前到達指令位置這意味著機床實際移動的距離縮短了,。在機床運行,,通過在相應軸上使用反向間隙補償功能,在換向時,,以前記錄的偏差將自動激活,,將以前記錄的偏差疊加到實際位置值上。 U3 i% H8 R2 q! C6 S, \+ y% d
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絲杠螺距誤差補償
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CNC控制系統(tǒng)中間接測量的測量原理基于這樣一個假設: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(jù)驅動電機的運動信息位置推導出直線軸的實際位置。
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但是,,滾珠絲杠的制造誤差會導致測量系統(tǒng)產生偏差(又稱絲杠螺距誤差)。測量偏差(取決于所用測量系統(tǒng))與測量系統(tǒng)在機床上的安裝誤差(又稱為測量系統(tǒng)誤差)可能進一步加劇此問題,。為了補償這兩種誤差,,使可使用一套獨立的測量系統(tǒng)(激光測量)測量CNC機床的自然誤差曲線,然后,,將所需補償值保存在CNC系統(tǒng)中進行補償,。
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9 X; g0 t1 B. ~7 Y* W- o摩擦補償(象限誤差補償)和動態(tài)摩擦補償
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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,另一軸則靜止不動,。因此,,兩軸的不同摩擦行為可能導致輪廓誤差。象限誤差補償可有效地減小此誤差并確保出色的加工效果,。補償脈沖的密度可以根據(jù)與加速度相關的特征曲線設置,,而該特征曲線可通過圓度測試來確定和參數(shù)化。在圓度測試中,,圓形輪廓的實際位置和編程半徑的偏差(尤其在換向時)被量化的記錄下來,,并通過圖形化顯示在人機界面上。8 i, c( X* U( }3 q. P( P" W
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在新版本的系統(tǒng)軟件上,,集成的動態(tài)摩擦補償功能能夠根據(jù)機床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(xiàn)更高的控制精度,。
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垂度和角度誤差補償
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6 d. T6 y5 `. W) w5 d' R3 g 如果各機床單個部件的重量會導致活動部件位移和傾斜,,則需要進行垂度補償,,因為它會導致相關機床部分(包括導向系統(tǒng))下垂。角度誤差補償則用于當移動軸沒有以正確的角度互相對齊時(例如,,垂直),。隨著零點位置的偏移不斷增加,位置誤差也增加,。這兩種誤差均由機床的自重,,或者刀具和工件重量所導致。在調試時測得的補償值被定量后按照相應的位置以某種形式,,如補償表,,存儲在SINUMERIK中。在機床運行時,,相關軸的位置根據(jù)存儲點的補償值進行插補,。對于每次連續(xù)路徑移動,均存在基本軸與補償軸,。
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. g7 x9 A# P; A% W; m1 n溫度補償4 q, B- ?2 }/ Z! P/ r
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熱量可能導致機床各部分膨脹,。膨脹范圍取決于各機床部分的溫度、導熱率等,。不同溫度可能導致各軸的實際位置發(fā)生變化,,這會對加工中的工件精度產生負面影響。這些實際值變化可以通過溫度補償?shù)窒�,。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,必須通過功能塊不斷從PLC向CNC控制系統(tǒng)重新傳遞溫度補償值,、參考位置和線性梯度角參數(shù),。意外參數(shù)的變化會由控制系統(tǒng)自動消除,從而避免機床過載并激活監(jiān)控功能,。
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; |7 R6 t5 R! M# j1 S9 {/ ]空間誤差補償系統(tǒng)(VCS)
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回轉軸的位置,、它們的相互補償以及刀具定向誤差,可能導致轉頭和回轉頭等部件出現(xiàn)系統(tǒng)性幾何誤差,。此外,,每個機床中進給軸的導向系統(tǒng)將出現(xiàn)小誤差。對于線性軸,,這些誤差為線性位置誤差,;水平和垂直直線度誤差;對于旋轉軸,,會產生俯仰角,、偏航角和翻滾角誤差。將機床組件相互對齊時,可能出現(xiàn)其他誤差,。例如,,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:每個線性軸六個誤差類型乘以三個軸,,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,。* ^5 x+ _: W1 A4 Z% X( t
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空間誤差描述了實際機床的刀具中點(TCP)位置與理想無誤差機床的刀具中點位置的偏差。SINUMERIK解決方案合作伙伴能夠借助激光測量設備確定空間誤差,。僅測量單個位置的誤差是遠遠不夠的,,必須測量整個加工空間內的所有機床誤差。通常需要記錄所有位置的測量值并繪成曲線,,因為各誤差大小取決于相關進給軸的位置與測量位置,。例如,當y軸與z軸處于不同位置時,,導致x軸產生的偏差會不同——即使在x軸的幾乎同一位置也會出現(xiàn)誤差,。借助“CYCLE996 –運動測量”,只需幾分鐘即可確定回轉軸誤差,。這意味著,,可以不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,。
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偏差補償(動態(tài)前饋控制)
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偏差指在機床軸運動時位置控制器與標準的偏差,。軸偏差為機床軸的目標位置與其實際位置的差值。偏差導致與速度相關的不必要輪廓誤差,,尤其在輪廓曲率變化時,,如圓形、方形輪廓等,。憑借零件程序中的NC高級語言命令FFWON,,在沿路徑移動時,可以將與速度相關的偏差減為零,。通過前饋控制提高路徑精度,,從而獲得更好的加工效果。
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FFWON: 啟動前饋控制的命令FFWOF: 關閉前饋控制的命令, Z$ K G f* H y( D9 P
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電子配重補償
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0 \) n- w3 k5 t) Y5 q4 |在極端情況下,,為了防止軸下垂而對機床,、刀具或工件造成損壞,可以激活電子配重功能。在沒有機械或液壓配重的負載軸中,,一旦松開制動器,,垂直軸會意外下垂。在激活電子配重后,,可以補償意外的軸下垂,。在松開制動器后,靠恒定的平衡扭矩來保持下垂軸的位置,。
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