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前言

為了測試兩軸聯(lián)動插補運動的動態(tài)響應(yīng)狀態(tài)，意大利FIDIA數(shù)控系統(tǒng)提供了ERRE測試功能，可以數(shù)字化記錄兩軸一個往返的運動過程，圖形化顯示理論與實際位移偏差的曲線數(shù)據(jù)。通過分析測試圖結(jié)果，可以用于伺服優(yōu)化，也可以作為故障診斷的重要輔助手段。下面簡單介紹一下FIDIA數(shù)控系統(tǒng)ERRE測試功能的使用方法。

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FIDIA數(shù)控系統(tǒng)ERRE測試功能介紹

使用誤差測試功能時，需要進入誤差系統(tǒng)界面設(shè)置一些相關(guān)參數(shù)，包括以下九個主要參數(shù):ERRE_軸S1、ERRE _軸S2、ERRE _運動1、ERRE _運動2、ERRE_LMIN、ERRE_LMAX、ERRE_ERRCD、ERRE_FILEREC、ERRE_THRESHOLD。

(1)ERRE _軸1該參數(shù)用于選擇待測的第一個軸，如X、Y、Z、A、C等。

(2)ERRE _軸2該參數(shù)用于選擇待測的第二個軸，如X、Y、Z、A、C等。

(3)ERRE _移動ENT1該參數(shù)用于定義第一軸測試期間移動的距離(單位:mm)。默認設(shè)置值為2。

(4)ERRE _移動ENT2該參數(shù)用于定義第二軸測試期間移動的距離(單位:mm)。默認設(shè)置值為2。

(5)ERRE_LMIN該參數(shù)用于定義兩個連續(xù)點之間的最小距離(單位:mm)。默認設(shè)置值為0.01，對應(yīng)FPDGT LMIN參數(shù)(數(shù)字錄制的最小值)。

(6)ERRE_LMAX該參數(shù)用于定義連續(xù)兩點之間的最大距離(單位:mm)。默認設(shè)置值為1，對應(yīng)于FPDGT LMAX參數(shù)(數(shù)字錄制的最大值)。

(7)ERRE_ERRCD該參數(shù)定義了和弦誤差值(單位:mm)，用于設(shè)置自動記錄點的公差和頻率。默認設(shè)置值為0.002，對應(yīng)于FPDGT ERCD參數(shù)(數(shù)字錄音和弦誤差)。

(8)ERRE _文件如果該參數(shù)被關(guān)閉，每個測試結(jié)果將被保存在臨時文件ERREDFLT中。TMP當前測試結(jié)果將覆蓋上一次測試結(jié)果，上一次測試結(jié)果將丟失。如果該參數(shù)打開，測試結(jié)果將保存在ERRExx中。TXT文件放在C:\FIDIA\TEST目錄下，文件名會自動按數(shù)字順序編號(xx: 01，02 …)。

(9) error _ threshold該參數(shù)用于定義最大允許偏差值(單位:mm)。默認設(shè)置值為0.1。如果有一個或多個點超過了該參數(shù)的設(shè)定值，則在測試后信息欄中會顯示出來。在進行ERRE測試之前，需要關(guān)閉CNC系統(tǒng)中的CQA(平移)、FSC(比例因子)和SWCNC功能(相關(guān)設(shè)置可通過執(zhí)行RESET EXE命令進行初始化)。進行ERRE測試時，數(shù)控系統(tǒng)自動打開DGT(數(shù)字功能)和自動運行功能，ERRE系統(tǒng)界面中的參數(shù)界面設(shè)置被激活。ERRE測試完成后，數(shù)控系統(tǒng)界面會圖形化顯示理論位移與實際位移偏差的數(shù)據(jù)曲線[3]。

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ERRE測試函數(shù)的應(yīng)用案例

一臺FIDIA K系列五坐標加工中心，在XY平面上加工斜側(cè)壁時，工件表面存在表面波紋問題，無法滿足工件的交付要求。排除加工相關(guān)因素后，懷疑設(shè)備本身的動態(tài)特性有問題。

使用ERRE功能測試x軸和y軸，移動進給速度為8000mm/min，主要測試參數(shù)如下。ERRE _ axis 1:X；ERRE _ axis 2:Y；ERRE _ movement 1:100mm；ERRE _運動2:100毫米.

實際上，機床會按照以下程序自動運行。

ERRE測試結(jié)果表明，加減速階段最大偏差為0.03mm，往返中間跟隨誤差波動頻繁，最大偏差為0.018mm

可以看出，X軸和Y軸做直線插補時，兩軸的動態(tài)特性不匹配，導(dǎo)致最終插補位置不穩(wěn)定。但是僅僅通過這個檢測結(jié)果，是無法確定哪個軸有問題的。造成這個結(jié)果的原因可能是一個軸的運動控制有問題，或者兩個軸都有問題。因此，可以使用ERRE測試功能來測試x軸和z軸或y軸和z軸，并且可以比較和排除測試結(jié)果。

繼續(xù)使用E R R E測試功能測試Y軸和Z軸，使用相同的測試參數(shù)。測試結(jié)果如圖4所示。從圖4中可以看出，加減速階段的最大偏差為0.006mm，往返中途跟隨誤差波動且偏差正常，最大偏差為0.003 mm，可見Y軸和Z軸直線插補工作正常。主要測試參數(shù)如下。ERRE _ axis 1:Y；ERRE _ axis 2:Z；ERRE _ movement 1:100mm；ERRE _運動2:100毫米.

實際上，機床會按照以下程序自動運行。

通過第二次測試結(jié)果，可以消除Y軸問題。問題集中在X軸。通過對X軸的深入調(diào)查，發(fā)現(xiàn)X軸絲杠由于潤滑不足，磨損嚴重，絲杠反向間隙大。X軸由光柵尺閉環(huán)控制，由于負載的變化導(dǎo)致軸運動時運動速度的波動，進而影響插補運動的不穩(wěn)定性。更換X軸螺絲后，斜側(cè)壁面的波紋問題消失，故障解決。

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結(jié)束語

影響工件加工質(zhì)量的因素很多，與操作、編程、夾具、刀具和設(shè)備的動態(tài)特性等有關(guān)。遇到這類問題，需要逐一分析排除。FIDIA數(shù)控系統(tǒng)的ERRE測試功能不僅可以用來診斷加工工件的質(zhì)量問題，也是伺服優(yōu)化的重要工具。根據(jù)測試結(jié)果，可以優(yōu)化調(diào)整加減速參數(shù)、速度環(huán)積分時間和S形加減速時間。掌握該功能的使用方法，不僅可以提高設(shè)備維護人員的技術(shù)水平，還可以縮短故障診斷的時間。