數控機床精度補償 你知道多少？

機床具有的係統性的機械相關偏差，可以被（bèi）係統記錄（lù），但由（yóu）於存在溫度或機械負載等環境因素（sù），在後續使用過程中，偏差仍然可能出現或增加。在（zài）這些情況下，17C视频可以提供不同（tóng）的補償功能。使用實際位置編碼器（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，從而獲得更佳的加工（gōng）效（xiào）果。本（běn）期給大家介（jiè）紹一下17C视频常（cháng）見的補償功能，“運動測（cè）量”等實用的17C视频測量循環可在機床的持續監控與維護過程中為最終用（yòng）戶提供全麵支持。

反向間隙（xì）補償

在（zài）機床移動部件（jiàn）和其驅動部件，如滾珠（zhū）絲杠，之間進行力的傳（chuán）遞時（shí）會產生間斷或者延遲，因為完全沒有間隙的機械結構會（huì）顯著增加機床的磨損，而且從工（gōng）藝上講也是難（nán）以實現（xiàn）的。機械間（jiān）隙導致（zhì）軸/主（zhǔ）軸的運動路徑（jìng）與間接測（cè）量係統的測量值（zhí）之間存在偏（piān）差。這（zhè）意味著一旦方向改變，軸將移動得過遠或過近，這（zhè）取決於間隙的大小。工作台及（jí）其相關編碼器也會受到影響（xiǎng）：如果編碼器位置領（lǐng）先工作台，它提前到達指令位置這意（yì）味著機床實際移動的距離縮（suō）短了。在機床運行，通過在相應（yīng）軸上使用反向間隙補償功能，在換向時，以前記錄的偏差（chà）將自（zì）動激活，將以前記錄的偏差疊加到實際位置值上。

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（gàng）的螺距在有效行程（chéng）內保持不變，因此在理論上，可以根（gēn）據驅動電機的運動信息位置推導出直線軸的實際（jì）位置。但是，滾珠絲杠的製造誤（wù）差會（huì）導致測量係統產（chǎn）生偏差（chà）（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（xì）統（tǒng）在機床上的安裝誤差（又稱為測量（liàng）係統誤差）可能進一步加劇此問題（tí）。為了補償（cháng）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（tǒng）中進行補償。

摩擦補償（象限誤（wù）差補償）和動態摩擦補償

象限誤差補償（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幅提高輪（lún）廓精度。原因如下：在象限轉換中（zhōng），一個軸以最高進給速度移動，另一軸則靜止不動。因此（cǐ），兩軸的不同（tóng）摩擦行為可能導致輪廓誤差。象限誤差補償可有效地減（jiǎn）小此誤差並（bìng）確保出色的加工效果。補償脈衝（chōng）的密度（dù）可以（yǐ）根據與加速度相關（guān）的特征曲線設置，而該（gāi）特征曲線可通過圓度測試來確（què）定和參數化。在圓度測試中，圓形輪廓的實際位置和編程半（bàn）徑的偏差（尤其在換向（xiàng）時）被量化（huà）的記錄下來，並通過圖形化顯示在人機界麵上。

在新版（bǎn）本（běn）的係統軟件上，集成的動態摩擦補償功能能夠根據機床（chuáng）不（bú）同轉速下的摩擦（cā）行為進行動態補償，減小實際加（jiā）工輪廓誤差，實現更高的（de）控製（zhì）精度。

垂度和角度誤差補償

如果各機床（chuáng）單個部件的重量會導致活動部件位移和傾斜，則（zé）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（yòng）於當移動軸沒有以正確的角度互（hù）相對齊時（例如，垂直）。隨著零點位置的偏移不斷增（zēng）加，位置誤差也（yě）增加。這兩種誤差均（jun1）由機床的自重，或者刀具和工件重（chóng）量所導致。在調試時測得的補償值被定量後按照相應（yīng）的位（wèi）置以某種形（xíng）式，如補償表，存儲在沃爾（ěr）鑫中。在（zài）機床運行（háng）時，相關軸的位（wèi）置根據存儲點的（de）補償值進行插補。對於每（měi）次連續路徑移動，均存在基本軸與補償（cháng）軸。

溫（wēn）度補償

熱量可能導致（zhì）機床各部分膨脹。膨脹範圍取決於各機床（chuáng）部分的溫度、導熱率等。不同（tóng）溫（wēn）度可能導致各（gè）軸（zhóu）的實際位置發生變化，這會對加工中的工件精度產生負麵影響。這些實際值變化可以（yǐ）通過溫度補（bǔ）償抵消。各軸（zhóu）在不（bú）同溫度的誤差曲線均可定義。為了始終（zhōng）正確補償熱脹，必須通過（guò）功能（néng）塊不斷從PLC向CNC控製係統重新（xīn）傳遞（dì）溫度補償值、參考位置和線（xiàn）性梯度角參數。意外參數的變化（huà）會由控製係統（tǒng）自動（dòng）消（xiāo）除，從而避（bì）免機（jī）床過載並（bìng）激活監控功能。

空間誤差補償係統（VCS）

回轉軸的位置、它（tā）們的相互補償以及刀具定向誤差（chà），可（kě）能導致轉（zhuǎn）頭和回轉頭等部件出現係統性幾何誤差。此外，每個機床中進給軸的導向（xiàng）係統將出現小（xiǎo）誤差。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（wù）差；對於旋轉軸，會產生俯仰角、偏航角和（hé）翻（fān）滾角誤差。將機床組件相互對齊時，可能出現其（qí）他誤差。例如，垂直誤差（chà）。在三軸機床中，這意味著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（jiā）三個（gè）角度誤差。這些偏（piān）差共同作用形成總誤差，又稱（chēng）為空間誤差。

空間誤差描述了實際機床的刀具中點（TCP）位置與理想無誤差機床的刀具中點（diǎn）位置的偏差。17C视频解決方案合作夥伴能夠借（jiè）助激光測量設備確定空間誤差。僅（jǐn）測量單個位置的誤差（chà）是遠遠不夠的，必須測量整個加工空間內的所有（yǒu）機床（chuáng）誤差。通常需要記錄所有位置的測量（liàng）值並繪成曲線，因為各誤差大小取（qǔ）決於相關進給軸的位置與測量位置。例（lì）如，當y軸與z軸處於不同位置時，導致x軸產生的偏差會不同——即使在x軸的幾乎（hū）同一位置也會出現誤差。借助“運動測量”，隻需（xū）幾分鍾即可確（què）定回轉軸誤差。這意味著，可以不斷檢查機床的（de）準確性（xìng），如果需要，即使在生產中（zhōng），也（yě）可以校正準確性。

偏差補償（動態前饋（kuì）控製）

偏差指在機床軸運動時位置控製器與標準（zhǔn）的偏差。軸偏差為（wéi）機床軸的目標位（wèi）置與其實際位置的差值。偏（piān）差導致與速度（dù）相關的不（bú）必要輪廓誤差，尤其在輪廓（kuò）曲率變（biàn）化（huà）時，如圓形、方形輪廓（kuò）等。憑借零件程序（xù）中的NC高級語言命令FFWON，在沿（yán）路徑（jìng）移動時，可以將與速度相關的偏差減為（wéi）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。

電（diàn）子配重補償

在極端情況下，為了（le）防（fáng）止（zhǐ）軸下垂（chuí）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（fù）載軸（zhóu）中，一旦鬆開製（zhì）動器，垂直軸會意外下垂。在激（jī）活電子配重後，可以補償意外的軸下垂。在鬆開製動（dòng）器（qì）後，靠恒定的平衡扭矩來保持下垂軸的位置。