​CNC數控機床（chuáng）補償（cháng）你（nǐ）知道多少？

機床具有的係統性的機械相關（guān）偏差（chà），可以被係統記錄，但由於（yú）存在溫度或機械（xiè）負載等環境因素（sù），在（zài）後續使用過程（chéng）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。使用實際位置編碼器（如光柵）或額外的傳感器（如激（jī）光（guāng）幹涉儀等）獲得的測量值來補償偏差，從而獲得更佳的（de）加（jiā）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（shí）用的SINUMERIK測量循環可在機床的持續監控（kòng）與維護過程（chéng）中為最終用（yòng）戶提供全麵支持。

反向間隙補償

在機（jī）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（yán）遲，因為完全沒有間（jiān）隙的機械（xiè）結（jié）構會顯著增加機（jī）床的（de）磨損，而且從（cóng）工藝上講也是難以實現（xiàn）的。機械（xiè）間（jiān）隙導致軸/主軸的運動（dòng）路徑與（yǔ）間接測量係統的測量值之間存在偏差。這意味著一旦方（fāng）向改變，軸將移動得過遠或過近，這取決於間隙的大（dà）小。工作台及其（qí）相關編（biān）碼器也會受到影響：如果編碼器位置領先工作台，它提前到達指令位置這意味著（zhe）機床實際移動（dòng）的距離縮短了。在機床運行，通過（guò）在相應軸上使用反向間（jiān）隙補償功能，在換向時，以前記錄的偏差（chà）將（jiāng）自（zì）動激活，將以前記錄（lù）的（de）偏差疊加到實際位置值上。

絲杠螺距誤差補償

CNC控（kòng）製係統中間接測量的測量原理基於這樣一個（gè）假設：即滾珠絲杠的螺距在有（yǒu）效行程內保持不變，因此在理論上，可以根據驅動電機的運動信息位置推導出直（zhí）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）。測量偏差（取決於所用測量係統）與測量係統在機床上的安裝（zhuāng）誤差（又稱為測量係（xì）統誤差）可能進一步（bù）加劇此問（wèn）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）測量CNC機床的自然誤差曲線，然後，將所需補償值保存在CNC係統中進行補償。

摩擦補償（cháng）（象限誤差補償）和動態（tài）摩擦補償

象限誤差補償（cháng）（又稱為摩擦（cā）補償）適（shì）合上述所有情（qíng）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（dù）移動，另一（yī）軸則靜止不動。因此，兩軸的（de）不同摩擦行為可能導致輪廓誤差。象限誤差（chà）補償可有效地減小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速度相（xiàng）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（huà）。在圓度測試中，圓形輪廓的實際位置和編（biān）程半徑的偏差（尤其在換向時）被量化的記錄下來，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（chéng）的動態摩擦補償（cháng）功（gōng）能能（néng）夠根（gēn）據機床（chuáng）不同轉速下的摩擦行（háng）為進行（háng）動態補償，減小實際加工輪廓誤差，實現（xiàn）更高的控製精度。

垂度和角度誤差補償

如果各機床單個部件（jiàn）的（de）重量會導致活動部件位移和（hé）傾斜，則需要進行垂度補償，因為它會導致相關機床部分（包（bāo）括導向係統）下垂。角度誤差（chà）補償則用於當移（yí）動軸沒有以正確的角度互相對齊時（例如，垂直）。隨著零點（diǎn）位置（zhì）的偏移不斷增加，位置（zhì）誤差也增加。這兩種誤差均由機床的自（zì）重，或者刀具和（hé）工件（jiàn）重量所導致。在調試時測得（dé）的補償值被定量（liàng）後按照相應的位置以某種形式，如補（bǔ）償表，存儲在SINUMERIK中。在機床運行時，相（xiàng）關軸的位置根據存儲點的補償值進（jìn）行插補。對於（yú）每次連（lián）續路徑移動，均（jun1）存在基本軸與補（bǔ）償軸（zhóu）。

溫度補（bǔ）償

熱量可能（néng）導致機床（chuáng）各部分膨（péng）脹。膨脹範圍取決於各機床部分的溫度、導熱（rè）率等。不同溫度可能導致各軸的實（shí）際位置發生變化，這會對（duì）加（jiā）工中的工件精度產生負麵影響。這些實際值（zhí）變化可以通過溫度補償抵消。各軸在不同溫度的（de）誤差曲線（xiàn）均（jun1）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控製係統重新傳遞溫（wēn）度補償值、參考位（wèi）置和線性梯度角參數。意外參數的變（biàn）化會由控製係統自動消除，從而避免機床過載並激活監控功能。

空間誤差補償係統（VCS）

回轉（zhuǎn）軸的位置、它們的（de）相互補（bǔ）償以及刀具（jù）定（dìng）向誤（wù）差，可能導致轉頭和回轉頭等部件出現係統性幾（jǐ）何誤差。此外，每個機床中進給軸的導向係統將出現小誤差。對於線性軸，這些（xiē）誤差為線性位置誤差；水平和垂直（zhí）直線度誤差；對於旋轉軸，會產（chǎn）生俯（fǔ）仰角、偏航角和翻（fān）滾角誤差。將機床組件相互對齊時，可能出現（xiàn）其他誤差。例（lì）如，垂直（zhí）誤差。在三軸機床中，這意味著在（zài）刀尖上可能會產生（shēng）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（jiā）三個角度誤差。這些偏差共同作（zuò）用形成總誤差，又稱為空間（jiān）誤差。

空間誤差描述了實際機床的刀具中點（TCP）位（wèi）置（zhì）與理想無誤差機床的刀具中點位（wèi）置的偏差。SINUMERIK解決方案合（hé）作夥伴能夠借助激光測（cè）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（cè）量整個加（jiā）工（gōng）空間（jiān）內的所有機床誤差。通常需要記錄所有位置的測量值並繪（huì）成曲線，因為各誤差大小取決於相關進（jìn）給（gěi）軸的位置與測量（liàng）位置。例（lì）如，當y軸與z軸（zhóu）處於不同位置時，導致（zhì）x軸產生的偏（piān）差會不同——即使在（zài）x軸的幾乎同一位置也會出現誤（wù）差。借助“CYCLE996–運動測量”，隻需幾分（fèn）鍾即可確（què）定回轉軸誤差。這意味著，可以不斷（duàn）檢查機床（chuáng）的準確性，如果需要，即使在生產中，也可以（yǐ）校正（zhèng）準確性。

偏差補償（動態前饋控製）

偏差指在機床（chuáng）軸運動時位置控（kòng）製器與標準的偏差。軸偏差為機床（chuáng）軸的目標位置與其實際（jì）位置的差值。偏差導致與速度相關（guān）的不必要輪廓誤（wù）差，尤其在（zài）輪廓曲率變化時，如圓形、方形輪廓等。憑借零件程（chéng）序中的NC高級語言命令FFWON，在沿（yán）路（lù）徑移動時，可以（yǐ）將與速度相關的偏差減為零。通過前饋控（kòng）製提高路徑精度（dù），從而獲得更好的加工效果。

FFWON:啟動前（qián）饋控製的命令

FFWOF:關閉前饋控製（zhì）的命令

電子配重補償

在極端情況下（xià），為了防（fáng）止（zhǐ）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（zhóu）中，一旦鬆開製動（dòng）器（qì），垂直軸會意外下（xià）垂。在（zài）激活電子配重後，可以補償意外（wài）的軸（zhóu）下垂。在鬆開製動器後，靠恒定的平衡扭（niǔ）矩來保持（chí）下（xià）垂軸的位（wèi）置。