CNC旋盤加工の補償について何を知っていますか

工作機械の系統的な機械関連の偏差はシステムによって記録できますが、温度や機械的負荷などの環境要因により、偏差はその後の使用プロセスで表示または増加する場合があります。このような場合、SINUMERIKはさまざまな補正機能を提供できます。偏差は、実際の位置エンコーダ（グレーティングなど）または追加のセンサー（レーザー干渉計など）によって取得された測定値を使用して補正され、より優れた加工効果が得られます。

工作機械の可動部とボールねじなどの駆動部との間で力が伝達されると、隙間のない機械的構造により工作機械の摩耗が大幅に増加し、また困難となるため、不連続性や遅延が発生します。技術の面で実現する。機械的クリアランスにより、シャフト/スピンドルの移動経路と間接測定システムの測定値との間に偏差が生じます。これは、方向が変わると、ギャップのサイズに応じて、軸が移動しすぎたり、近すぎたりすることを意味します。作業台とそれに関連するエンコーダも影響を受けます。エンコーダ位置が作業台より前にある場合、エンコーダは事前にコマンド位置に到達します。これは、工作機械の実際の移動距離が短くなることを意味します。工作機械の操作では、対応する軸の逆すきま補正機能を使用することにより、前に記録された偏差が逆転時に自動的にアクティブになり、前に記録された偏差が実際の位置値に重ね合わされます。

スクリューピッチ誤差補正

CNC制御システムにおける間接測定の測定原理は、ボールねじのピッチが有効ストロークで変化しないという仮定に基づいているため、理論的には、直線軸の実際の位置は、駆動モーター。ただし、ボールねじの製造誤差は、測定システムの偏差（ねじピッチ誤差とも呼ばれます）につながります。測定偏差（使用する測定システムによって異なります）および工作機械への測定システムの取り付けエラー（測定システムエラーとも呼ばれます）は、この問題をさらに悪化させる可能性があります。この2種類の誤差を補正するために、独立した測定システム（レーザー測定）を使用してCNC工作機械の自然誤差曲線を測定し、必要な補正値をCNCシステムに保存して補正します。

摩擦補正（象限誤差補正）と動摩擦補正

象限誤差補正（摩擦補正とも呼ばれます）は、円形の輪郭を加工するときの輪郭の精度を大幅に向上させるために、上記のすべての状況に適しています。その理由は次のとおりです。象限変換では、一方の軸が最高の送り速度で移動し、もう一方の軸は静止しています。したがって、2つの軸の摩擦動作が異なると、輪郭エラーが発生する可能性があります。象限誤差補正は、この誤差を効果的に低減し、優れた加工効果を保証します。補償パルスの密度は、加速度に関連する特性曲線に従って設定できます。これは、真円度テストによって決定およびパラメータ化できます。真円度テストでは、円形の輪郭の実際の位置とプログラムされた半径（特に反転時）との偏差が定量的に記録され、グラフィックを介してヒューマンマシンインターフェイスに表示されます。

新しいバージョンのシステムソフトウェアでは、統合された動的摩擦補正機能により、工作機械のさまざまな回転速度での摩擦挙動を動的に補正し、実際の加工プロファイルエラーを減らし、より高い制御精度を実現できます。

たるみと角度の誤差補正

各工作機械の個々の部品の重量が可動部品の変位や傾きを引き起こす場合、関連する機械部品（ガイドシステムを含む）のたるみを引き起こすため、たるみ補正が必要です。角度誤差補正は、移動軸が正しい角度（たとえば、垂直）で互いに位置合わせされていない場合に使用されます。ゼロ点位置のオフセットが大きくなると、位置誤差も大きくなります。これらのエラーは両方とも、工作機械の重量、または工具とワークピースの重量が原因で発生します。測定された補正値は、デバッグ中に定量化された後、補正テーブルなどの何らかの形式で対応する位置に従ってSINUMERIKに保存されます。機械が稼働しているとき、関連する軸の位置は、保管ポイントの補正値に従って補間されます。連続するパス移動ごとに、基本軸と補正軸があります。

温度補償

熱は機械のさまざまな部分の膨張を引き起こす可能性があります。膨張範囲は、各機械部品の温度と熱伝導率によって異なります。温度が異なると、各軸の実際の位置が変化する可能性があり、処理中のワークピースの精度に悪影響を及ぼします。これらの実際の値の変化は、温度補償によって相殺することができます。異なる温度での各軸の誤差曲線を定義できます。熱膨張を常に正しく補正するために、温度補正値、基準位置、および線形勾配角度パラメータを、機能ブロックを介してPLCからCNC制御システムに転送する必要があります。予期しないパラメータの変更は、機械の過負荷を回避し、監視機能をアクティブにするために、制御システムによって自動的に排除されます。

スペースエラー補正システム（VCS）

回転シャフトの位置、それらの相互補償、およびツールの方向エラーは、回転ヘッド、回転ヘッド、およびその他のコンポーネントの体系的な幾何学的エラーにつながる可能性があります。また、各工作機械の送り軸のガイド系に若干の誤差があります。直線軸の場合、これらの誤差は直線位置誤差、水平および垂直真直度誤差であり、回転軸の場合、ピッチ角、ヨー角、およびロール角誤差が生成されます。機械部品が互いに整列している場合、他のエラーが発生する可能性があります。たとえば、垂直方向のエラー。 3軸工作機械では、これはツールチップで21の幾何学的エラーが発生する可能性があることを意味します。直線軸ごとに6つのエラータイプに3つの軸を掛けたものと3つの角度エラーです。これらの偏差は一緒になって、空間誤差としても知られる総誤差を形成します。

The space error describes the deviation between the tool midpoint (TCP) position of the actual machine tool and that of the ideal error free machine tool. SINUMERIK solution partners are able to determine spatial errors with the help of laser measurement equipment. It is not enough to measure only the error of a single position. It is necessary to measure all the machine errors in the whole machining space. Generally, it is necessary to record the measured values of all positions and draw a curve, because the size of each error depends on the position of the relevant feed axis and the measured position. For example, when the Y-axis and z-axis are in different positions, the deviation caused by the x-axis will be different – even in almost the same position of the x-axis. With the help of “cycle996 – motion measurement”, it takes only a few minutes to determine the axis of rotation error. This means that the accuracy of the machine tool can be constantly checked and, if necessary, corrected even in production.

偏差補償（動的フィードフォワード制御）

偏差とは、工作機械の軸が移動したときの位置コントローラと標準の間の偏差を指します。軸偏位は、機械軸の目標位置と実際の位置の差です。偏差は、特に円、正方形の輪郭などの輪郭の曲率が変化する場合に、速度に関連する不要な輪郭エラーにつながります。パートプログラムのNC高級言語コマンドffwonの助けを借りて、速度に関連する偏差は次のようになります。パスに沿って移動すると、ゼロに減少します。フィードフォワード制御は、より良い加工効果を得るために、パスの精度を向上させるために使用されます。

電子カウンターウェイト補正

極端な場合、シャフトがたるんで機械、工具、またはワークピースに損傷を与えるのを防ぐために、電子カウンターウェイト機能をアクティブにすることができます。機械的または油圧カウンターウェイトのないロードシャフトでは、ブレーキが解除されると、垂直シャフトが予期せずたるみます。電子カウンターウェイトが作動すると、予期しないシャフトのたるみを補正できます。ブレーキを解除した後、ドループシャフトの位置は一定のバランストルクで維持されます。