数控车床加工中的补偿你知道多少1

系统可以记录机床的系统性机械相关偏差,但由于温度或机械负载等环境因素,在后续使用过程中仍可能出现或增加偏差。在这些情况下,SINUMERIK 可以提供不同的补偿功能。利用实际位置编码器(如光栅)或附加传感器(如激光干涉仪等)获得的测量值补偿偏差,以获得更好的加工效果。

CNC车床加工中的补偿你知道多少2

机床运动部件与其传动部件如滚珠丝杠之间的力传递会产生不连续或延迟,因为没有间隙的机械结构会显着增加机床的磨损,也很难从技术上实现。机械间隙导致轴/主轴的运动路径与间接测量系统的测量值之间存在偏差。这意味着一旦方向改变,轴将移动太远或太近,具体取决于间隙的大小。工作台及其相关的编码器也会受到影响:如果编码器位置在工作台之前,则提前到达指令位置,这意味着机床的实际移动距离缩短了。在机床运行中,通过在相应轴上使用反向间隙补偿功能,在反向时会自动激活先前记录的偏差,并将先前记录的偏差叠加在实际位置值上。

螺距误差补偿

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CNC控制系统中间接测量的测量原理是基于滚珠丝杠的螺距在有效行程中保持不变的假设,因此理论上可以根据直线轴的运动信息位置推导出直线轴的实际位置。驱动电机。但是,滚珠丝杠的制造误差会导致测量系统的偏差(也称为螺距误差)。测量偏差(取决于所使用的测量系统)和测量系统在机床上的安装误差(也称为测量系统误差)可能会进一步加剧这个问题。为了补偿这两种误差,可以采用一套独立的测量系统(激光测量)来测量数控机床的自然误差曲线,然后将所需的补偿值保存在数控系统中进行补偿。

摩擦补偿(象限误差补偿)和动摩擦补偿

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象限误差补偿(又称摩擦补偿)适用于上述所有情况,从而在加工圆形轮廓时大大提高轮廓精度。原因如下:在象限转换中,一个轴以最高进给速度运动,而另一轴静止。因此,两个轴的不同摩擦行为可能导致轮廓误差。象限误差补偿可以有效降低这种误差,保证优良的加工效果。补偿脉冲的密度可以根据与加速度有关的特性曲线来设置,可以通过圆度测试来确定和参数化。在圆度测试中,定量记录圆弧轮廓实际位置与编程半径(尤其是倒车时)的偏差,并通过图形显示在人机界面上。

在新版本的系统软件中,集成的动摩擦补偿功能可以对机床不同转速下的摩擦行为进行动态补偿,降低实际加工轮廓误差,实现更高的控制精度。

垂度和角度误差补偿

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如果每台机床的单个零件的重量会导致运动部件的位移和倾斜,则需要进行下垂补偿,因为它会导致相关的机器零件(包括导向系统)下垂。当移动轴没有以正确的角度(例如,垂直)相互对齐时,使用角度误差补偿。随着零点位置偏移量的增加,位置误差也随之增加。这两种误差都是由机床的重量引起的,或者是由刀具和工件的重量引起的。在调试过程中将测得的补偿值量化后,以某种形式,如补偿表,按照对应的位置存储在 SINUMERIK 中。机床运行时,根据存储点的补偿值对相关轴的位置进行插补。对于每个连续的路径运动,都有基本轴和补偿轴。

温度补偿

热量会导致机器的各个部件膨胀。膨胀范围取决于每个机器部件的温度和热导率。不同的温度可能会导致各轴的实际位置发生变化,从而对加工中工件的精度产生负面影响。实际值的这些变化可以通过温度补偿来抵消。可以定义不同温度下各轴的误差曲线。为了始终正确补偿热膨胀,温度补偿值、参考位置和线性梯度角参数必须通过功能块从 PLC 传送到 CNC 控制系统。控制系统会自动消除意外参数的变化,避免机器超载并启动监控功能。

空间误差补偿系统(VCS)

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转轴的位置、它们的相互补偿以及刀具的定位误差都可能导致转头、转头等部件的系统几何误差。另外,每台机床的进给轴的导向系统都会有小的误差。对于直线轴,这些误差是直线位置误差、水平和垂直直线度误差,对于旋转轴,会产生俯仰角、偏航角和滚动角误差。当机器组件相互对齐时,可能会出现其他错误。例如,垂直误差。在三轴机床中,这意味着刀尖上可能会出现 21 种几何误差:每个线性轴乘以三个轴的六种误差类型,再加上三个角度误差。这些偏差共同构成总误差,也称为空间误差。

空间误差描述了实际机床的刀具中点 (TCP) 位置与理想无误差机床的位置之间的偏差。 SINUMERIK 解决方案合作伙伴能够借助激光测量设备确定空间误差。仅测量单个位置的误差是不够的。需要测量整个加工空间中的所有机器误差。一般需要记录所有位置的测量值并绘制曲线,因为每个误差的大小取决于相关进给轴的位置和测量位置。例如,当 Y 轴和 z 轴处于不同位置时,由 x 轴引起的偏差会有所不同——即使在 x 轴几乎相同的位置。借助“cycle996 - 运动测量”,只需几分钟即可确定旋转轴的误差。这意味着即使在生产中也可以不断检查机床的精度,并在必要时进行校正。

偏差补偿(动态前馈控制)

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偏差是指机床轴运动时位置控制器与标准之间的偏差。轴偏差是机床轴的目标位置与其实际位置之间的差值。偏差会导致与速度有关的不必要的轮廓误差,特别是当轮廓的曲率发生变化时,如圆形、方形轮廓等。借助零件程序中的 NC 高级语言命令 ffwon,可以得到与速度有关的偏差。沿路径移动时减小到零。采用前馈控制来提高路径精度,从而获得更好的加工效果。

电子配重补偿

在极端情况下,可以激活电子配重功能,以防止轴下垂并损坏机器、工具或工件。在没有机械或液压配重的负载轴中,一旦松开制动器,垂直轴就会意外下垂。当电子配重被激活时,它可以补偿意外的轴下垂。松开制动器后,下垂轴的位置由恒定的平衡扭矩保持。

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