CNC數控機（jī）床補償你知道（dào）多少？

機床具有的係統性的機械相關偏差，可以被係統記錄（lù），但由於存在溫度或機械負載等（děng）環境因素，在後續使用過程中（zhōng），偏差（chà）仍然可能出現或增加。在這些情況下，SINUMERIK可以提供（gòng）不同的補償功能。使用實際位置編碼器（如光柵）或額外的傳（chuán）感器（如激光幹涉儀等）獲得的測量值來（lái）補償偏差，從而獲（huò）得更佳的加工效果。本期給大（dà）家介紹一下SINUMERIK常見的補償功能，“CYCLE996 運動測量”等實用的SINUMERIK測量循環可在機床的持續監控（kòng）與維護過程中為最終用戶提供全麵（miàn）支持（chí）。

反向間隙補償

在機床（chuáng）移動部件（jiàn）和其驅動部件，如滾珠絲杠（gàng），之間進行力的傳遞時會產生間斷或者（zhě）延遲，因為完全沒有間隙的（de）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的。機械間隙導致軸（zhóu）/主軸的運（yùn）動路徑與間接測量係統的測（cè）量值之間存在偏差。這意（yì）味著一（yī）旦方向改變，軸將移動（dòng）得過遠或過近，這取決於（yú）間隙的大小。工作台及其相關編碼器也會受到影響：如果編碼器（qì）位置領先工作台，它提前（qián）到達指令位置這意味（wèi）著機床實際移動的距離縮短了。在機床運行（háng），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（jiāng）以前記錄的偏差疊加（jiā）到實際（jì）位置值上。

絲杠螺距（jù）誤差補償

CNC控製係統中間接測量的測量原理基於這樣一個假設：即滾珠絲（sī）杠（gàng）的螺距在有效（xiào）行程內保持不變，因此在理論上，可以根據驅動電機的運（yùn）動信息位置推導出直（zhí）線軸的實際（jì）位置。但是，滾（gǔn）珠絲杠的（de）製造誤差會導致測量係統（tǒng）產生偏（piān）差（又稱絲杠螺距（jù）誤差）。測量偏差（取（qǔ）決（jué）於所用測（cè）量係統）與測量係統在機床上的（de）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（liàng）係統（激光測量）測量CNC機床的自然誤差（chà）曲線，然後，將所（suǒ）需補（bǔ）償值保存在CNC係統中進行補償。

摩擦補償（象限（xiàn）誤差補償）和動（dòng）態摩擦補償

象限誤差補償（又稱為摩擦（cā）補償）適合上述所有情況，以（yǐ）便在加工圓形輪廓時（shí）大幅提高輪廓（kuò）精度。原因（yīn）如下：在象限轉換中，一個軸以最（zuì）高進給速度移動，另一軸則靜止不動。因此，兩軸的不同（tóng）摩擦行為可能導致輪廓誤差。象限誤差補償可有（yǒu）效地減小此誤差並確保出色的加工效果。補償脈衝的密（mì）度（dù）可以根據與加速度（dù）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（dìng）和參數化。在圓度測試中，圓形輪廓的實際位置和編程半徑的偏（piān）差（chà）（尤其在（zài）換向時（shí））被量化的記錄（lù）下來，並通過圖形化顯（xiǎn）示在人機界麵上。

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

垂度和角度誤（wù）差補償

如果各機床單個部件（jiàn）的重量（liàng）會導致活動部件（jiàn）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（包括導向係統）下垂。角（jiǎo）度誤差補（bǔ）償則用於當移動軸沒有以正確的角（jiǎo）度互（hù）相（xiàng）對齊時（shí）（例如，垂直）。隨著（zhe）零點位置的偏（piān）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（dǎo）致。在調試時測得的補償（cháng）值被定量後按照相應的位置以某種形式，如補償表（biǎo），存儲（chǔ）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（lián）續路（lù）徑移動（dòng），均存在基本軸與補償軸。

溫度（dù）補（bǔ）償

熱量可能導致機床各部分膨脹。膨脹範圍取決於各機床部分的溫度、導熱率等。不同溫度可能導致各軸的實際位置發生變（biàn）化，這會對加工中的工件精度產生負麵（miàn）影響。這些（xiē）實際值（zhí）變化可（kě）以通（tōng）過溫度補償（cháng）抵消（xiāo）。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（gōng）能塊不斷從PLC向CNC控製係統重新（xīn）傳遞（dì）溫度（dù）補償值、參（cān）考位置（zhì）和線性梯度角參數。意外參（cān）數的變化會（huì）由控製係統自動（dòng）消除，從而（ér）避免機床過載並激活監控（kòng）功能。

空間誤差補（bǔ）償係統（VCS）

回轉軸的位置、它們（men）的相互（hù）補償（cháng）以及刀具定向誤差，可能導致（zhì）轉頭和回轉頭等部件出現係統性幾何誤差。此（cǐ）外，每個機（jī）床中進給軸的導向（xiàng）係統將出現小誤（wù）差。對於線性軸，這些誤差為線性位置誤差；水平和垂直直（zhí）線度誤差；對（duì）於旋轉軸，會產生俯仰角、偏航角和翻滾角誤差。將機床組件（jiàn）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（zhe）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（zhóu），再加三個角度誤差。這些偏差共同作用形成總誤差，又稱為（wéi）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（wù）差機床的（de）刀具中點位置的偏差。SINUMERIK解決方案合作夥伴能夠借助激光測（cè）量設備確（què）定空間誤差。僅測量單個位置的（de）誤差（chà）是遠遠（yuǎn）不夠的，必須測量整個加工（gōng）空間內的所有機床（chuáng）誤差。通常需要記錄所有（yǒu）位置的測量值並繪成曲線，因為各誤差大（dà）小取決於相關進給軸的位置與測量位置。例如，當y軸與（yǔ）z軸處於不同位（wèi）置時，導致x軸產生的偏差會（huì）不同——即使在x軸的幾（jǐ）乎同（tóng）一位（wèi）置也會（huì）出現誤差。借助“CYCLE996 –運動測量”，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（動態前饋控製）

偏差指在機床軸運動時位置控製器與標準（zhǔn）的（de）偏差。軸偏（piān）差（chà）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（fāng）形輪廓等。憑借零件程序中的NC高級語言命令FFWON，在（zài）沿路（lù）徑移動時，可以將與速（sù）度相關的偏差減為零。通過前饋控製提高路徑精度，從而獲得更好的加（jiā）工效果。

FFWON: 啟動前（qián）饋（kuì）控（kòng）製的命令

FFWOF: 關（guān）閉前饋控製的命令

電子配重補償

在（zài）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（jī）活電子配重（chóng）功能。在沒有機械或液壓（yā）配重的負載軸中，一旦鬆開製動器，垂直軸會意外下垂。在激活電子配重後，可以補償（cháng）意外的軸下垂（chuí）。在鬆開製動器後，靠恒定的（de）平衡（héng）扭矩來保持（chí）下垂軸的位置。