​CNC數控機（jī）床補償你知道多少？

機床具（jù）有的係統性的機械相關偏差（chà），可以被係統記錄，但由於存在溫度或機械負載等環（huán）境因素，在後續使用過程中，偏差仍然可能（néng）出現（xiàn）或增加。在這些情況下，SINUMERIK可以提供（gòng）不同的補償功能。使用實際位置編碼器（如光柵）或額外（wài）的傳感器（qì）（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效果。本期給大家介紹一下SINUMERIK常見的補償功能，“CYCLE996運動測量”等實用的SINUMERIK測量循（xún）環可在機床的持續監控與維護過程中為最（zuì）終用戶提供（gòng）全（quán）麵支持。

反向間隙補償

在機床移動部件和（hé）其驅動（dòng）部件，如（rú）滾珠絲杠，之間進行力的傳（chuán）遞時會產生間（jiān）斷或者延遲（chí），因為完全沒有間隙的（de）機械結構會顯著增加機床的磨損，而且從工藝上講也是難以實現的。機械間隙導（dǎo）致（zhì）軸/主軸的運動路徑與（yǔ）間接測量（liàng）係統的測量值之間存在偏差。這意味著一旦方向（xiàng）改變，軸將移動得過遠或（huò）過近，這取決於間隙的（de）大小。工作台及其相關編（biān）碼器也會受到影響：如（rú）果編碼器（qì）位（wèi）置領先工作台，它提前到達指令位置這意味著機床實際移動的（de）距離縮短了。在（zài）機床運行，通過（guò）在相應軸上使（shǐ）用反（fǎn）向間隙補償功能，在（zài）換向時，以前記錄的偏差將自動激活，將以前記錄的偏差疊加到實際（jì）位置值上（shàng）。

絲杠螺（luó）距誤差（chà）補償

CNC控製係統中（zhōng）間接測量的測量原理基於這樣一個假設（shè）：即滾珠（zhū）絲（sī）杠的螺距在有效行程內保持不變，因此在理論上，可（kě）以根據驅動電機的運動信息位（wèi）置推導出直線（xiàn）軸的實際位置（zhì）。但是，滾珠絲杠的製造誤差會導（dǎo）致測量係統產生偏差（又稱絲杠螺距誤差）。測量偏差（取決於所用測（cè）量係統）與測量係統在機床上的安裝誤差（又稱為測量係統誤差）可能進一步加劇此問題。為了補償這兩種誤差，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係統中進行補償。

摩擦補償（cháng）（象限誤差（chà）補償）和動態摩擦補償

象限誤差補償（又稱為（wéi）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廓精度。原因如（rú）下：在象限轉換中，一個軸以（yǐ）最高進給速度移動，另一軸則靜止不（bú）動。因此，兩軸的不同摩擦行為（wéi）可能導致輪廓（kuò）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。補償脈衝的密（mì）度（dù）可以根據與加速度（dù）相關的特征曲線設置，而該特（tè）征曲線可通過圓度測試來確定和參數化。在圓（yuán）度測試中，圓形輪廓的實際位置和編程半徑的偏差（尤其在換向時（shí））被量化的記錄下來，並通過（guò）圖形化顯示在人機界麵上。

在新版本的（de）係統軟件上（shàng），集（jí）成的動態摩擦補償功能（néng）能夠根據機（jī）床不同轉速下（xià）的摩（mó）擦行（háng）為進行動態補（bǔ）償，減小實（shí）際加工輪廓誤差（chà），實（shí）現更高的控製精度。

垂度和角度誤差補償

如（rú）果（guǒ）各（gè）機床（chuáng）單個部件的重量會導致活動部件位移和傾斜，則需要進行垂度補償，因為（wéi）它會導致相關機床部分（fèn）（包括導向係統）下垂。角度誤差補償則用於當移（yí）動軸沒（méi）有以正確（què）的角度互相對齊時（例如，垂直）。隨著零點位置的偏移（yí）不斷增加，位置誤差也增加。這兩種誤差均由（yóu）機床的自重，或者刀具和（hé）工件重量（liàng）所導致（zhì）。在調試時測得的補償值被（bèi）定量後按照相應的位置以某種形式，如補償表，存儲在SINUMERIK中。在機床運行時，相關軸的位置根據存儲點的補償（cháng）值進行插補。對於每次連續路徑移動，均存在基本軸與補償軸。

溫度補償

熱量可能導（dǎo）致機床（chuáng）各部分膨脹。膨脹範圍（wéi）取決於各機床部分的溫度、導熱率等。不同（tóng）溫度（dù）可能導致各軸（zhóu）的實際位置發生變化，這（zhè）會對加（jiā）工中的工件（jiàn）精度產生負麵影響。這些實際值（zhí）變化可以通過溫度補償抵消。各軸在不同溫度的誤差曲線均可定義。為了始終正確補償熱脹，必須通（tōng）過（guò）功能塊不斷從PLC向CNC控製係統重新傳遞溫度補償值、參考（kǎo）位置和線性梯度（dù）角參數。意外（wài）參數的變化會由控製係統自動消除（chú），從（cóng）而避免機床過載並激（jī）活監控功能。

空間誤差補償（cháng）係統（VCS）

回轉軸的位置、它們的相互補償以及刀具定向誤差，可能導致轉頭和回（huí）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（de）導向係統將出現小誤差。對（duì）於線性軸，這些誤差為線性位置誤差；水平和垂直（zhí）直線度誤差；對於旋轉軸，會產（chǎn）生俯仰角（jiǎo）、偏航角和翻滾角誤差。將機床組件相互對（duì）齊時，可能出現其他誤差。例如，垂直誤差。在三軸機（jī）床中，這意味著在（zài）刀尖上可（kě）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，再加三個角度誤差。這（zhè）些偏差共同作用形成（chéng）總誤差，又稱為空間（jiān）誤差（chà）。

空間誤（wù）差描述了實際機床的刀具中點（TCP）位置與理想無（wú）誤差機床的刀具中點位置的偏差。SINUMERIK解決方（fāng）案合作夥伴能夠借（jiè）助激光測量設備確定空間誤差。僅測量單個位置的誤差是（shì）遠（yuǎn）遠不夠的，必須測（cè）量（liàng）整個加工空間內的所有機床誤差。通常（cháng）需要記錄所有位（wèi）置的（de）測量值並繪成曲線，因為各誤差大小取決於相關進給軸（zhóu）的位置與測（cè）量位置。例如，當y軸與z軸處於（yú）不同位置時，導致x軸（zhóu）產生的偏差會不同——即使在（zài）x軸的幾乎同一位置也會（huì）出現誤差。借助“CYCLE996–運動測量（liàng）”，隻（zhī）需幾分鍾即可確定回轉（zhuǎn）軸誤差。這意味著，可以不斷檢查（chá）機床的準確性，如（rú）果需（xū）要，即使在生產（chǎn）中（zhōng），也可以校正準確性。

偏差補（bǔ）償（動態前（qián）饋控製（zhì））

偏（piān）差指在機床軸（zhóu）運動時位置控製器與標準的偏差。軸偏差為機床軸的（de）目標位置與其實際位置的差值。偏差導致與速度相關的不必要輪廓（kuò）誤差，尤其在輪廓曲率變化時，如圓形、方形輪（lún）廓等。憑借零件程序中的NC高級語言命令FFWON，在沿路徑移動時，可以將與速度相關的偏差減為（wéi）零。通過前（qián）饋控製提高路（lù）徑精度，從而獲得更好的加工效果。

FFWON:啟動前（qián）饋控製的（de）命（mìng）令

FFWOF:關閉前饋控製的命令

電子配重補償

在極端情況（kuàng）下，為了防止軸下垂而對機（jī）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（de）負載軸中，一旦鬆開製動器，垂直軸（zhóu）會意（yì）外下垂。在激（jī）活電（diàn）子配（pèi）重後，可以補償意外的軸（zhóu）下垂。在鬆開製動器後（hòu），靠恒定的平衡扭矩來（lái）保持下垂軸的位置。