系統(tǒng)可以記錄機(jī)床的系統(tǒng)性機(jī)械相關(guān)偏差,但由于溫度或機(jī)械負(fù)載等環(huán)境因素,在后續(xù)使用過程中仍可能出現(xiàn)或增加偏差。在這些情況下,SINUMERIK 可以提供不同的補(bǔ)償功能。利用實(shí)際位置編碼器(如光柵)或附加傳感器(如激光干涉儀等)獲得的測量值補(bǔ)償偏差,以獲得更好的加工效果。
機(jī)床運(yùn)動部件與其傳動部件如滾珠絲杠之間的力傳遞會產(chǎn)生不連續(xù)或延遲,因?yàn)闆]有間隙的機(jī)械結(jié)構(gòu)會顯著增加機(jī)床的磨損,也很難從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)。機(jī)械間隙導(dǎo)致軸/主軸的運(yùn)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,軸將移動太遠(yuǎn)或太近,具體取決于間隙的大小。工作臺及其相關(guān)的編碼器也會受到影響:如果編碼器位置在工作臺之前,則提前到達(dá)指令位置,這意味著機(jī)床的實(shí)際移動距離縮短了。在機(jī)床運(yùn)行中,通過在相應(yīng)軸上使用反向間隙補(bǔ)償功能,在反向時會自動激活先前記錄的偏差,并將先前記錄的偏差疊加在實(shí)際位置值上。
螺距誤差補(bǔ)償
CNC控制系統(tǒng)中間接測量的測量原理是基于滾珠絲杠的螺距在有效行程中保持不變的假設(shè),因此理論上可以根據(jù)直線軸的運(yùn)動信息位置推導(dǎo)出直線軸的實(shí)際位置。驅(qū)動電機(jī)。但是,滾珠絲杠的制造誤差會導(dǎo)致測量系統(tǒng)的偏差(也稱為螺距誤差)。測量偏差(取決于所使用的測量系統(tǒng))和測量系統(tǒng)在機(jī)床上的安裝誤差(也稱為測量系統(tǒng)誤差)可能會進(jìn)一步加劇這個問題。為了補(bǔ)償這兩種誤差,可以采用一套獨(dú)立的測量系統(tǒng)(激光測量)來測量數(shù)控機(jī)床的自然誤差曲線,然后將所需的補(bǔ)償值保存在數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行補(bǔ)償。
摩擦補(bǔ)償(象限誤差補(bǔ)償)和動摩擦補(bǔ)償
象限誤差補(bǔ)償(又稱摩擦補(bǔ)償)適用于上述所有情況,從而在加工圓形輪廓時大大提高輪廓精度。原因如下:在象限轉(zhuǎn)換中,一個軸以最高進(jìn)給速度運(yùn)動,而另一軸靜止。因此,兩個軸的不同摩擦行為可能導(dǎo)致輪廓誤差。象限誤差補(bǔ)償可以有效降低這種誤差,保證優(yōu)良的加工效果。補(bǔ)償脈沖的密度可以根據(jù)與加速度有關(guān)的特性曲線來設(shè)置,可以通過圓度測試來確定和參數(shù)化。在圓度測試中,定量記錄圓弧輪廓實(shí)際位置與編程半徑(尤其是倒車時)的偏差,并通過圖形顯示在人機(jī)界面上。
在新版本的系統(tǒng)軟件中,集成的動摩擦補(bǔ)償功能可以對機(jī)床不同轉(zhuǎn)速下的摩擦行為進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償,降低實(shí)際加工輪廓誤差,實(shí)現(xiàn)更高的控制精度。
垂度和角度誤差補(bǔ)償
如果每臺機(jī)床的單個零件的重量會導(dǎo)致運(yùn)動部件的位移和傾斜,則需要進(jìn)行下垂補(bǔ)償,因?yàn)樗鼤?dǎo)致相關(guān)的機(jī)器零件(包括導(dǎo)向系統(tǒng))下垂。當(dāng)移動軸沒有以正確的角度(例如,垂直)相互對齊時,使用角度誤差補(bǔ)償。隨著零點(diǎn)位置偏移量的增加,位置誤差也隨之增加。這兩種誤差都是由機(jī)床的重量引起的,或者是由刀具和工件的重量引起的。在調(diào)試過程中將測得的補(bǔ)償值量化后,以某種形式,如補(bǔ)償表,按照對應(yīng)的位置存儲在 SINUMERIK 中。機(jī)床運(yùn)行時,根據(jù)存儲點(diǎn)的補(bǔ)償值對相關(guān)軸的位置進(jìn)行插補(bǔ)。對于每個連續(xù)的路徑運(yùn)動,都有基本軸和補(bǔ)償軸。
溫度補(bǔ)償
熱量會導(dǎo)致機(jī)器的各個部件膨脹。膨脹范圍取決于每個機(jī)器部件的溫度和熱導(dǎo)率。不同的溫度可能會導(dǎo)致各軸的實(shí)際位置發(fā)生變化,從而對加工中工件的精度產(chǎn)生負(fù)面影響。實(shí)際值的這些變化可以通過溫度補(bǔ)償來抵消。可以定義不同溫度下各軸的誤差曲線。為了始終正確補(bǔ)償熱膨脹,溫度補(bǔ)償值、參考位置和線性梯度角參數(shù)必須通過功能塊從 PLC 傳送到 CNC 控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)會自動消除意外參數(shù)的變化,避免機(jī)器超載并啟動監(jiān)控功能。
空間誤差補(bǔ)償系統(tǒng)(VCS)
轉(zhuǎn)軸的位置、它們的相互補(bǔ)償以及刀具的定位誤差都可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)頭、轉(zhuǎn)頭等部件的系統(tǒng)幾何誤差。另外,每臺機(jī)床的進(jìn)給軸的導(dǎo)向系統(tǒng)都會有小的誤差。對于直線軸,這些誤差是直線位置誤差、水平和垂直直線度誤差,對于旋轉(zhuǎn)軸,會產(chǎn)生俯仰角、偏航角和滾動角誤差。當(dāng)機(jī)器組件相互對齊時,可能會出現(xiàn)其他錯誤。例如,垂直誤差。在三軸機(jī)床中,這意味著刀尖上可能會出現(xiàn) 21 種幾何誤差:每個線性軸乘以三個軸的六種誤差類型,再加上三個角度誤差。這些偏差共同構(gòu)成總誤差,也稱為空間誤差。
空間誤差描述了實(shí)際機(jī)床的刀具中點(diǎn)(TCP)位置與理想無誤差機(jī)床的刀具中點(diǎn)(TCP)位置之間的偏差。 SINUMERIK 解決方案合作伙伴能夠借助激光測量設(shè)備確定空間誤差。僅測量單個位置的誤差是不夠的。有必要測量整個加工空間內(nèi)的所有機(jī)器誤差。一般需要記錄所有位置的測量值并繪制曲線,因?yàn)槊總€誤差的大小取決于相關(guān)進(jìn)給軸的位置和測量位置。例如,當(dāng)Y軸和Z軸處于不同位置時,X軸引起的偏差也會不同——即使是在X軸幾乎相同的位置。借助“cycle996 – 運(yùn)動測量”,只需幾分鐘即可確定旋轉(zhuǎn)軸誤差。這意味著即使在生產(chǎn)中也可以不斷檢查機(jī)床的精度,并在必要時進(jìn)行校正。
偏差補(bǔ)償(動態(tài)前饋控制)
偏差是指機(jī)床軸運(yùn)動時位置控制器與標(biāo)準(zhǔn)之間的偏差。軸偏差是機(jī)床軸的目標(biāo)位置與其實(shí)際位置之間的差值。偏差會導(dǎo)致與速度有關(guān)的不必要的輪廓誤差,特別是當(dāng)輪廓的曲率發(fā)生變化時,如圓形、方形輪廓等。借助零件程序中的 NC 高級語言命令 ffwon,可以得到與速度有關(guān)的偏差。沿路徑移動時減小到零。采用前饋控制來提高路徑精度,從而獲得更好的加工效果。
電子配重補(bǔ)償
在極端情況下,可以激活電子配重功能,以防止軸下垂并損壞機(jī)器、工具或工件。在沒有機(jī)械或液壓配重的負(fù)載軸中,一旦松開制動器,垂直軸就會意外下垂。當(dāng)電子配重被激活時,它可以補(bǔ)償意外的軸下垂。松開制動器后,下垂軸的位置由恒定的平衡扭矩保持。