CNC數控機床補償你知道（dào）多少？

機床具有的係統性的機（jī）械相關偏差（chà），可以被係統記錄，但由於存在溫度或機械負載等環（huán）境因素，在後續使（shǐ）用過程中，偏（piān）差仍然可能出現（xiàn）或（huò）增加。在這些情況（kuàng）下，SINUMERIK可以提供（gòng）不同的補償功能。使（shǐ）用實際（jì）位置編碼器（如光柵）或額外（wài）的傳感器（如激光幹涉儀等）獲得的測量值來補償偏差，從而獲得（dé）更佳（jiā）的加工效果。本（běn）期給大家介紹一下SINUMERIK常見的補（bǔ）償功能，“CYCLE996 運動測量”等實用的（de）SINUMERIK測量循（xún）環可在機床的持續監控與維護過程中為（wéi）最終用戶提供全麵支持。

反（fǎn）向間隙補（bǔ）償

在機床移動部件和其驅（qū）動部（bù）件，如滾珠絲杠，之間進行力的（de）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的。機械間（jiān）隙導致軸/主（zhǔ）軸的（de）運動路徑與間接測量係統的測（cè）量值（zhí）之間存在偏差。這意味著一（yī）旦方向（xiàng）改變，軸將移動得過（guò）遠或過近，這取決於間隙（xì）的大（dà）小。工作台及其相關編碼器也會受到影響：如果編碼器位（wèi）置領（lǐng）先工作台，它（tā）提前到達指令位置這意味著機床實際移動（dòng）的距離縮短了。在機床（chuáng）運行，通（tōng）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（jī）活，將以前記錄的偏差疊加到實際位置值上。

絲杠螺（luó）距誤差補償

CNC控製（zhì）係統中間（jiān）接測（cè）量的測量原理基（jī）於這樣一（yī）個假設：即滾珠絲杠的螺（luó）距在有效行程內保持不變，因此在理論上，可（kě）以根據驅動電機的運動信（xìn）息位置推（tuī）導（dǎo）出（chū）直線軸的實際位置。但是，滾珠絲杠的製造誤差會（huì）導（dǎo）致測量係統產生偏差（又稱絲杠螺距誤（wù）差（chà））。測（cè）量偏差（取（qǔ）決於所用測量係（xì）統）與（yǔ）測量係統在機床上的安裝誤差（又（yòu）稱為測量係（xì）統誤差）可能進一步加劇（jù）此（cǐ）問題（tí）。為了補償這兩種誤差，使可使用一套獨立的（de）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（象限誤差補償）和動態摩擦補償

象限誤差補償（又稱為（wéi）摩擦補償）適合（hé）上述（shù）所有情況（kuàng），以便（biàn）在加工圓形輪（lún）廓時大（dà）幅提高輪廓精度。原（yuán）因如下：在象限轉換中，一（yī）個軸（zhóu）以最高進（jìn）給速度移動，另一軸則靜止不動。因此，兩軸的不同摩（mó）擦行為可（kě）能導（dǎo）致（zhì）輪廓誤差。象限誤差補償可有效地減小此誤差並確保出色的加工效果。補償（cháng）脈衝（chōng）的密度可以根據與加速度相關的特征曲線設置，而（ér）該（gāi）特征曲線可通過圓度測試來確定和參（cān）數（shù）化。在圓度測試中，圓形輪（lún）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，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（cā）補償功能能夠根據機床不同轉速下的摩擦行為進行（háng）動態補償，減小實（shí）際加工輪廓誤（wù）差，實現更高（gāo）的控製精度。

垂度和角（jiǎo）度誤差補（bǔ）償

如果（guǒ）各機床（chuáng）單個（gè）部件的重量會導致活（huó）動部件位移（yí）和（hé）傾斜，則需（xū）要進行垂度補償，因為它會導致相關機（jī）床部分（包括導向係（xì）統）下垂。角度誤差（chà）補償則用（yòng）於當移動軸沒有以正確的角度互相對齊時（例如，垂直（zhí））。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（jī）床的自重（chóng），或者（zhě）刀具和工件（jiàn）重量所導致。在調（diào）試時（shí）測得的補償值被定量後按（àn）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（shí），相關（guān）軸的位置根據存儲點的補償值進行插（chā）補。對於每次連續路徑移動，均存（cún）在基（jī）本軸與補償軸。

溫（wēn）度補償

熱量可能導致機床各部（bù）分膨脹（zhàng）。膨脹範圍取決於各機床部分的溫度（dù）、導熱率等。不同（tóng）溫度可能導致各軸的實際位置發生變化，這會對（duì）加工中的工件精度產生負（fù）麵影響。這些實（shí）際值變化可以通過溫度補償抵消。各軸在不同溫度的誤差（chà）曲線均可定（dìng）義。為了始（shǐ）終（zhōng）正確補償（cháng）熱脹，必須通過功能塊不斷從PLC向CNC控製係（xì）統重新傳遞溫度補償值、參考位置和線性梯度角（jiǎo）參數。意外參數的變化會由控製係統自動消除（chú），從而避免機床過載並（bìng）激活監控（kòng）功能。

空間誤（wù）差補償係統（tǒng）（VCS）

回轉軸的位置、它們的（de）相互補償以及刀（dāo）具定向（xiàng）誤差，可（kě）能導致轉頭和回轉頭等部（bù）件出現（xiàn）係統性幾何誤差。此外，每個機床中進給軸的導向係統將出（chū）現小誤差。對於線性軸，這（zhè）些誤差（chà）為線性位置誤差；水平（píng）和垂直直（zhí）線度誤（wù）差（chà）；對於旋轉軸，會產生俯仰角、偏航（háng）角（jiǎo）和翻滾角誤差。將機床組件相互對齊時，可能出現其他誤差。例如，垂直誤差。在三軸機（jī）床中，這意味著在（zài）刀尖上可能會產生21項個幾（jǐ）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（zǒng）誤差，又稱為空間誤差（chà）。

空（kōng）間誤差描述（shù）了實際機床的刀具中點（diǎn）（TCP）位置與理想無誤差機床的刀具中點位置的偏差。SINUMERIK解決方案合作夥伴能（néng）夠借（jiè）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（zhí）並繪成曲線，因為各誤差大小取決於相（xiàng）關進給軸的位置與測量（liàng）位置。例如，當y軸與z軸處（chù）於不同位置時，導致x軸產生（shēng）的偏（piān）差會（huì）不同——即使在x軸的幾乎同一位置（zhì）也會出現誤差。借助（zhù）“CYCLE996 –運動測量（liàng）”，隻需幾分鍾即可確定回轉軸誤差。這意味著，可以不斷檢（jiǎn）查機床的準確性（xìng），如果需要，即使在生產中，也可以校正準確性。

偏差補償（動態（tài）前（qián）饋控製）

偏差指在機床軸運動時位置控製器與標準的偏差。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（wù）差，尤其在輪廓曲率變化時，如圓形、方形輪廓等（děng）。憑借零件程序（xù）中的NC高級語言命令FFWON，在沿路徑移動時，可以將與（yǔ）速度（dù）相（xiàng）關的偏差減為零。通過前饋控製提（tí）高路徑精度，從而獲得更好的加工效果。

FFWON: 啟動前饋（kuì）控製的命令

FFWOF: 關閉前饋控製的命令

電子配重補償

在極端情況下，為了防止軸下（xià）垂而對機床、刀具或工件造成損壞（huài），可以激活電子配重功能。在沒有機械或液壓配重（chóng）的負（fù）載（zǎi）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（yǐ）補償意外的軸下垂。在鬆開製動器後，靠恒定的平衡扭矩來（lái）保持（chí）下垂軸的位置。