​CNC數控機床補償你知道（dào）多少？

機床具有的係統性的（de）機械相關偏差，可以被係統記錄，但由於存在溫度或機械負（fù）載等環境因素，在後續使用過（guò）程中，偏差仍然可能出現或增加。在這些情況下，SINUMERIK可（kě）以提供不同的補償功能。使用實際（jì）位置（zhì）編碼器（如光柵）或額外的傳感器（如激光幹涉儀等）獲得的測量值來補償偏差，從而獲得更佳的加工效果。本期給大家（jiā）介紹一下SINUMERIK常見的（de）補償功能，“CYCLE996運動測量”等實用的SINUMERIK測（cè）量循環可在機床的持續監控與維護過程中為最終用戶提（tí）供全麵支持。

反向間（jiān）隙補償（cháng）

在機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（huò）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（yǐ）實現的。機械（xiè）間隙導致軸/主軸的運動路徑與（yǔ）間接測量係統的測量值之間（jiān）存在偏差。這意味著一旦方向改變，軸將移動得過遠或過（guò）近，這取決於間隙的大小（xiǎo）。工作台（tái）及其相關編碼器也會受到影響：如果編碼器位置領先（xiān）工作台（tái），它提前到達指令位（wèi）置這意味著機床實際移動的（de）距離縮短了。在機床運行，通（tōng）過在相應軸（zhóu）上使用（yòng）反向間隙補償（cháng）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到實際位置值上（shàng）。

絲杠螺距誤差補償

CNC控製係統中間接測量的測量原理基於這樣一個假設：即滾珠絲杠的螺距在（zài）有效行程內保持不變（biàn），因此在理論上，可以根據驅（qū）動（dòng）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（zhì）造誤差（chà）會導致測量係統產生偏差（又稱絲杠螺距誤差）。測量偏差（chà）（取決於所用測量係統）與測量係統在（zài）機床上的安（ān）裝誤差（chà）（又稱為測量係（xì）統誤差（chà））可（kě）能進一步加（jiā）劇此問題（tí）。為（wéi）了（le）補償這兩種誤（wù）差，使可使（shǐ）用（yòng）一套獨立的測量係統（激光測量）測量（liàng）CNC機床的自然誤差曲線，然後，將所需（xū）補償值（zhí）保存在CNC係統中進行補償（cháng）。

摩擦補償（cháng）（象限誤差補償）和動態摩擦（cā）補償

象（xiàng）限（xiàn）誤差補償（cháng）（又稱為摩擦補（bǔ）償）適合上述所有情況，以便在（zài）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（sù）度移動，另一軸則靜止不動（dòng）。因此，兩軸的不同摩擦行為可能導致輪廓誤差。象限誤差補（bǔ）償可有效地減小此誤差並確保出（chū）色的加（jiā）工效果。補償（cháng）脈衝的密度可以根據與加速度相關的特征曲線設置（zhì），而該特征曲線可通過圓（yuán）度測試來確定和參數化。在圓度（dù）測（cè）試中，圓形輪廓的實際（jì）位置和編程半（bàn）徑的偏差（尤其在換向時）被量（liàng）化的記錄下來，並通過圖形（xíng）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（mó）擦補償功能（néng）能夠根據機床不同轉速下的摩擦行為進行動（dòng）態補償，減小（xiǎo）實際加（jiā）工輪廓誤差，實現更高的控（kòng）製精度。

垂度和角度誤差補償

如果（guǒ）各機床單個部件的重量會導致活（huó）動部件位移和傾斜（xié），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。角度誤差補償則用於當移（yí）動軸沒有以正確的角度互相對齊時（shí）（例如，垂（chuí）直）。隨著零點位（wèi）置的（de）偏移不斷增加，位置（zhì）誤差（chà）也增（zēng）加。這兩種誤差均由機床的自重，或者刀具和工件重量所導致。在調試時測得的補償值被定量後按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，相關軸的位置根據存儲點的補償值進行插補。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

熱量可能導致機床（chuáng）各部（bù）分膨脹。膨脹範圍取決於各機床部分的溫度、導熱率等。不（bú）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影響（xiǎng）。這些實際值變化可以通過溫度補償抵消。各軸在不同（tóng）溫度的誤差曲線均可定義。為了始終正確（què）補償熱脹，必須（xū）通過功能塊不斷從PLC向CNC控製係統重新傳（chuán）遞（dì）溫度補償值、參（cān）考位置（zhì）和線性梯度角參數。意外（wài）參數的變化會由（yóu）控製係（xì）統自動消（xiāo）除，從而避免機床過載並激活（huó）監控功能。

空間（jiān）誤差補償係統（VCS）

回轉軸的位（wèi）置、它們的相互補償以及（jí）刀具定向誤差，可（kě）能導致轉頭和回轉頭等部件出現係統性幾何誤差（chà）。此外（wài），每（měi）個（gè）機床中進給軸的導向係統將出現小（xiǎo）誤差。對於線性軸，這（zhè）些（xiē）誤差（chà）為線性（xìng）位置（zhì）誤差；水平和垂（chuí）直直線度誤差；對於旋轉軸，會產（chǎn）生俯仰角、偏航（háng）角和（hé）翻滾角（jiǎo）誤差。將機床組件相互對（duì）齊時，可能出現其他（tā）誤差。例如，垂直誤差。在三軸機床（chuáng）中，這（zhè）意味著在刀（dāo）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，再加三個角度誤差。這（zhè）些偏差共同作用形成總誤（wù）差，又稱（chēng）為空間誤差。

空間誤差描述了實際機（jī）床的刀具中點（TCP）位置與理想無誤差機床的刀（dāo）具（jù）中點位置的偏差。SINUMERIK解決方案合（hé）作夥伴能夠借助激光測量（liàng）設備確定空間誤（wù）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（wù）差。通常需要記錄所有位置的測量值（zhí）並繪成曲線，因為（wéi）各誤差大小取決於相（xiàng）關進給軸的位置與測量位置。例如（rú），當y軸與z軸處於不同位置時，導致x軸產（chǎn）生的偏差會不同——即（jí）使（shǐ）在x軸的幾（jǐ）乎同一位置也會出現誤（wù）差。借助“CYCLE996–運動測量”，隻需幾分鍾（zhōng）即可確（què）定回轉軸誤差。這意味（wèi）著，可以不斷檢查（chá）機床的準確性，如果需要，即使在生產中，也可以校（xiào）正準確性。

偏差補償（動態前饋控製）

偏差指在機床軸運（yùn）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（qí）實際位置的差值。偏差導致與速度相（xiàng）關的不必要輪廓誤差，尤其在輪廓曲率變化時，如圓形、方形輪廓（kuò）等。憑借零件程序（xù）中的NC高級語言（yán）命令（lìng）FFWON，在沿路徑移動（dòng）時，可（kě）以將與（yǔ）速度相關的偏（piān）差減為零。通過前饋控製提高路徑精度，從而獲得更好的加工效果。

FFWON:啟動前饋（kuì）控（kòng）製的命令

FFWOF:關閉前饋控（kòng）製的命（mìng）令

電子配重補償

在極（jí）端情（qíng）況下，為了防止軸下垂而（ér）對機床、刀具或工件造成損壞，可以激活電子配重功（gōng）能。在（zài）沒有機械或液壓配（pèi）重的負載軸中，一旦鬆開製動器，垂直軸會（huì）意外下垂。在激活電子（zǐ）配重後，可以補償意外的軸下垂。在鬆開製動器後，靠恒定的平衡（héng）扭矩（jǔ）來保持下垂軸的（de）位置。