反向間隙補償
當機床的運動部件與其驅動部件如滾珠絲杠之間傳遞力時,會出現(xiàn)不連續(xù)或延遲,因為沒有間隙的機械結構會顯著增加機床的磨損,在技術上也很難實現(xiàn)。機械間隙導致軸/主軸的運動路徑與間接測量系統(tǒng)的測量值之間的偏差。這意味著一旦改變方向,軸將移動得太遠或太近,這取決于間隙的大小。工作臺及其相關的編碼器也會受到影響:如果編碼器位置在工作臺的前面,就會提前到達指令位置,也就意味著機床的實際移動距離縮短。機床運行時,通過使用相應軸上的反向間隙補償功能,反向時會自動激活先前記錄的偏差,并將先前記錄的偏差疊加到實際位置值上。
螺距誤差補償
數(shù)控系統(tǒng)中間接測量的測量原理是基于滾珠絲杠的螺距在有效行程內保持不變的假設,所以理論上可以根據(jù)驅動電機的運動信息位置推導出直線軸的實際位置。
但是滾珠絲杠的制造誤差會導致測量系統(tǒng)的偏差(也稱螺距誤差)。測量偏差(取決于使用的測量系統(tǒng))和測量系統(tǒng)在機床上的安裝誤差(也稱為測量系統(tǒng)誤差)可能會進一步加劇這個問題。為了補償這兩種誤差,可以采用獨立的測量系統(tǒng)(激光測量)來測量數(shù)控機床的固有誤差曲線,然后將所需的補償值保存在數(shù)控系統(tǒng)中進行補償。
摩擦補償(象限誤差補償)和動態(tài)摩擦補償
象限誤差補償(也稱摩擦補償)適用于上述所有情況,從而大大提高加工圓形輪廓時的輪廓精度。原因如下:在象限轉換中,一個軸以最高進給速度運動,而另一個軸是靜止的。因此,兩個軸的不同摩擦行為可能導致輪廓誤差。象限誤差補償可以有效減小這種誤差,保證優(yōu)良的加工效果。補償脈沖的密度可以根據(jù)與加速度有關的特性曲線來設定,該特性曲線可以通過圓度測試來確定和參數(shù)化。在圓度測試中,圓形輪廓的實際位置和編程半徑之間的偏差(尤其是在反轉時)被定量記錄并以圖形方式顯示在人機界面上。
在新版本的系統(tǒng)軟件中,集成的動態(tài)摩擦補償功能可以動態(tài)補償機床在不同速度下的摩擦行為,減少實際加工輪廓誤差,實現(xiàn)更高的控制精度。
弧垂和角度誤差的補償
如果每臺機床的單個部件的重量會引起運動部件的偏移和傾斜,那么就需要對垂度進行補償,因為它會引起相關的機床部件(包括導軌系統(tǒng))的垂度。當移動軸沒有以正確的角度(例如,垂直)相互對齊時,使用角度誤差補償。隨著零位偏移的增加,位置誤差也增加。這兩種誤差都是由機床的自重或刀具和工件的重量引起的。調試時測得的補償值,按照對應的位置,以某種形式,如補償表,量化存儲在系統(tǒng)中。機床運行時,根據(jù)存儲點的補償值插補相關軸的位置。對于每個連續(xù)的路徑移動,都有一個基本軸和一個補償軸。
溫度補償
熱量可能會導致機床的各個部件膨脹。膨脹范圍取決于每個機床的溫度和導熱系數(shù)。不同的溫度可能會導致各軸的實際位置發(fā)生變化,這將對加工中的工件精度產生負面影響。這些實際值的變化可以通過溫度補償來抵消??梢远x各軸在不同溫度下的誤差曲線。為了始終正確地補償熱膨脹,溫度補償值、參考位置和線性傾斜角度參數(shù)必須通過功能塊不斷地從PLC傳送到CNC控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)將自動消除意外的參數(shù)變化,從而避免機床過載并激活監(jiān)控功能。
空間誤差補償系統(tǒng)(VCS)
旋轉軸的位置、它們的相互補償和工具定向誤差可能導致旋轉頭和其他部件的系統(tǒng)幾何誤差。另外,每臺機床的進給軸的導向系統(tǒng)都會有很小的誤差。對于線性軸,這些誤差是線性位置誤差;以及水平和垂直直線度誤差;對于旋轉軸來說,會產生俯仰角、偏航角和滾轉角的誤差。當機床部件相互對準時,可能會出現(xiàn)其它誤差。比如垂直誤差。在三軸機床中,這意味著刀尖上可能有21個幾何誤差:每個線性軸的6個誤差類型乘以3個軸,再加上3個角度誤差。這些偏差共同形成總誤差,也稱為空間誤差。
空間誤差描述了實際機床的工具中點(TCP)位置與理想無誤差機床的工具中點(TCP)位置的偏差。機上測量解決方案合作伙伴可以在激光測量設備的幫助下確定空間誤差。僅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中的所有機床誤差。通常需要記錄所有位置的測量值并繪制成曲線,因為每個誤差取決于相關進給軸的位置和測量位置。例如,當Y軸和Z軸處于不同的位置時,X軸的偏差就會不同——即使X軸處于幾乎相同的位置,也會產生誤差。在“Cycle 996–運動測量”的幫助下,只需幾分鐘即可確定軸誤差。這意味著可以不斷檢查機床的精度,如果有必要,甚至在生產中也可以校正精度。
偏差補償(動態(tài)前饋控制)
偏差是指機床軸運動時,位置控制器與標準的偏差。軸偏差是機床軸的目標位置與其實際位置之間的差異。偏差導致與速度有關的不必要的輪廓誤差,特別是當輪廓的曲率發(fā)生變化時,例如圓形和方形輪廓。利用零件程序中的NC高級語言命令FFWON,可以使沿路徑移動時與速度有關的偏差減小到零。通過前饋控制,提高了路徑精度,從而獲得更好的加工效果。
FFWON:啟動前饋控制的命令
W of:關閉前饋控制的命令
電子配重補償
在極端情況下,為了防止軸下垂并對機床、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載軸中,一旦制動器被釋放,垂直軸將意外下垂。電子配重激活后,意外的軸下垂可以得到補償。松開制動器后,下垂軸的位置由恒定的平衡扭矩保持。