CNC數控（kòng）機床補償你知道多少？

機床具有的係統（tǒng）性的機械相關偏差，可以被係統記錄，但（dàn）由於存在溫度或機械負載等環境因素（sù），在後續使用過程中，偏差仍然可（kě）能出現或增加。在這些情況下，SINUMERIK可（kě）以提供（gòng）不同的補償功能。使用實（shí）際位置編碼（mǎ）器（qì）（如光柵）或額外的（de）傳感器（如激（jī）光幹涉儀等）獲得的測量值來補償偏差，從（cóng）而獲得更佳的加工效果。本（běn）期給（gěi）大家介紹一下SINUMERIK常（cháng）見的補償功（gōng）能，“CYCLE996 運動測量”等實（shí）用的SINUMERIK測量循環可在機床的持續（xù）監控與維護過程中為最終用戶提供全麵支持（chí）。

反向間隙補償

在機床移（yí）動部件（jiàn）和其驅動部件，如（rú）滾珠絲杠，之間進（jìn）行力的傳遞時會產生間斷或者（zhě）延遲，因為完全沒有（yǒu）間隙的機械結構會顯著（zhe）增加機床的磨損，而且（qiě）從工藝上講（jiǎng）也（yě）是難以實現的。機械間隙導致軸/主軸的運動路（lù）徑與間接測量係統的測量值之間存在偏差。這（zhè）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（dào）影響：如果編碼器位置領先工（gōng）作（zuò）台，它提前到達指令位置這意味著機床實際移（yí）動的距離縮短了。在機床運行，通過在相應軸上使（shǐ）用反（fǎn）向間隙補償功（gōng）能，在換向時，以前記錄的偏差將自（zì）動激活，將（jiāng）以（yǐ）前記錄的偏差疊加（jiā）到實際位置值上。

絲杠螺距誤差（chà）補（bǔ）償

CNC控（kòng）製係統中間接測量的測量原理基於這樣一個假設：即（jí）滾珠絲杠的螺距在有效行程內保持不（bú）變，因此在理（lǐ）論上，可以根據（jù）驅動電機的運動信息（xī）位置推（tuī）導出（chū）直線軸的實際位置。但是，滾珠絲杠的製造（zào）誤差會導致測量係統產生偏差（又稱絲杠螺距誤差）。測量偏差（取決於所（suǒ）用測量係統）與測量係統在機床上的安裝誤差（又稱為測量係統誤差）可（kě）能進一步加劇（jù）此問題。為了補償這兩種誤差，使可使用一套獨立的測量係統（激光測量）測（cè）量CNC機床的自然誤差曲線，然後，將所需補償值（zhí）保存在CNC係統中進行（háng）補償。

摩（mó）擦補償（象限誤（wù）差補償）和動態摩擦補（bǔ）償

象限（xiàn）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（dà）幅提高輪廓精度。原因如下：在象（xiàng）限轉換中，一個（gè）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（lún）廓誤差。象限誤差補（bǔ）償可有（yǒu）效地減小此誤差並確（què）保出色的加工效果。補償脈衝的密度（dù）可以根據與加速度相關的特征曲線設（shè）置，而該特（tè）征曲線可通過圓度測試（shì）來確（què）定（dìng）和參數化。在圓度測試中，圓形輪（lún）廓（kuò）的實際位置和編程半徑的（de）偏差（尤其在換（huàn）向時）被量化的記錄（lù）下來（lái），並通過圖形化顯示在人機界麵上。

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

垂（chuí）度和角度誤差補償

如果（guǒ）各機床單個部件的重量會導致活動部（bù）件位移和傾斜，則需要（yào）進行垂度補償，因為它（tā）會導致相關機床部分（包括導向係統）下垂。角（jiǎo）度誤差補償則用於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（yí）不斷增加，位置誤差也增加。這兩種誤差均（jun1）由機床的自重，或者刀具和工件重量所導致。在調（diào）試（shì）時測得的補償值被定量（liàng）後按照相應的位置以某種形式，如補償表，存儲在（zài）SINUMERIK中（zhōng）。在機床運行時，相（xiàng）關（guān）軸的位置根據存儲點的（de）補償值進行（háng）插補。對於每次連續路徑移動，均存在基本（běn）軸與補償軸。

溫度補償

熱量可（kě）能導致機床各部分膨脹。膨脹範圍取決（jué）於各機床部分的溫（wēn）度、導熱（rè）率等。不同溫度可能導致各軸的實際（jì）位置發生（shēng）變化，這會對加（jiā）工中的工件精度產生（shēng）負麵影響。這些（xiē）實際值變化（huà）可（kě）以通過溫度補償抵消。各軸在不同溫度的誤差曲線均可（kě）定義。為了（le）始終正確補償熱脹，必須通過功能塊不斷從PLC向（xiàng）CNC控製（zhì）係統重新（xīn）傳遞溫度補（bǔ）償值、參考位置和線性梯度角參數。意外參數的（de）變化（huà）會由控製係統自動消除，從而避免（miǎn）機床過（guò）載並激活監控功能。

空間誤差補償係統（VCS）

回轉軸的位置、它們的相互補償以及刀具定向誤差（chà），可（kě）能導致轉頭和（hé）回轉頭等部件出現係統性幾何（hé）誤（wù）差。此外，每個（gè）機床中進（jìn）給軸的導向係統將出現小誤差（chà）。對於線性軸，這些誤差為線性位置誤差；水平和垂直直線度誤差；對（duì）於（yú）旋轉軸，會產生俯仰角、偏航角和翻滾（gǔn）角誤差。將機床組件相互對齊（qí）時，可能（néng）出現其（qí）他誤差。例如，垂直誤差。在三軸機（jī）床（chuáng）中，這意（yì）味著（zhe）在刀尖（jiān）上可能會產生21項個幾何（hé）誤（wù）差：每個線性軸六個誤差（chà）類型乘以三個軸，再加三個角度誤差（chà）。這些偏差（chà）共同作用形（xíng）成總誤差，又稱為空間誤（wù）差。

空間誤差描述了實際機（jī）床（chuáng）的刀具中（zhōng）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（jué）方案合作夥伴（bàn）能夠借助激光測量設備確定空間誤差。僅測量單個位（wèi）置的（de）誤（wù）差是遠遠不夠的，必須測量整個加工空（kōng）間內的所有機床誤差。通常需要記錄所有位置的（de）測量值並繪成曲線，因為各誤差大小取（qǔ）決（jué）於相關進給軸的（de）位置與測量位置。例如，當y軸與z軸處於不同位置時（shí），導致x軸產生的偏差會不同——即（jí）使在x軸的幾乎（hū）同一位置也會出現誤差。借助“CYCLE996 –運動測量”，隻需幾（jǐ）分鍾即可確定回轉軸誤差。這意味著，可以不（bú）斷檢查機（jī）床的準確性，如果需要，即使在生產中，也可以校（xiào）正準確性。

偏（piān）差補（bǔ）償（動態前饋控製）

偏差指在機床軸運動（dòng）時位置控製器與標準（zhǔn）的偏差。軸偏差（chà）為機床軸的（de）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廓誤差，尤其在輪廓曲率變化時，如圓形、方形（xíng）輪廓等。憑借零件程（chéng）序中的NC高級語言命令FFWON，在沿（yán）路徑移動時，可（kě）以將與（yǔ）速度相關的偏差減為零。通過前饋控製提高路徑精度，從而（ér）獲得更好的加工效果。

FFWON: 啟（qǐ）動前饋控製的命令

FFWOF: 關閉前饋控（kòng）製的命令

電子配重補償

在極端情（qíng）況下，為了防止軸下垂而對機床（chuáng）、刀具或工件（jiàn）造成損壞，可以激活電子配重功能（néng）。在（zài）沒有機械或液（yè）壓配重的負載軸中，一旦鬆開製動器，垂直（zhí）軸會（huì）意外下（xià）垂。在激（jī）活電子（zǐ）配重後，可以補償意外的軸下垂（chuí）。在鬆開製動器後，靠恒定（dìng）的平衡扭矩來保持下垂軸的位置。