CNC數控機床補償你知道（dào）多少？

機床具有的係統性的機（jī）械相關偏差，可以被係統記錄，但由於存在溫度或機械負載等環境因素，在後續使用過程中，偏差仍然可能出現或增加（jiā）。在這些情況下，SINUMERIK可以提（tí）供不同的補償功能。使用實際位置編碼器（如光柵）或額外的傳感器（如激光幹涉儀等）獲得的測（cè）量值來補償偏差，從而獲得更佳的加（jiā）工效果。本（běn）期給大家介紹一（yī）下SINUMERIK常見的補償功能，“CYCLE996 運動測量”等實用的SINUMERIK測量循環可在機床的持續監控與（yǔ）維護過（guò）程中為最終用（yòng）戶提供全麵支持（chí）。

反向間隙補償

在機床移動部件和其驅動部件，如滾珠絲（sī）杠，之間進行力的傳遞時會產生（shēng）間斷或者延遲（chí），因為完全沒有間隙的機械結構會顯著增加機床的（de）磨損，而且從工藝上（shàng）講也是難（nán）以實現的。機械間隙導致軸/主軸的運（yùn）動路徑與間（jiān）接測量係統的測量值之（zhī）間存在偏（piān）差。這意味著一旦方（fāng）向改變（biàn），軸將移動得過遠或過近，這取決於間隙（xì）的大（dà）小。工作台及（jí）其相關編（biān）碼（mǎ）器也會受到影（yǐng）響：如果（guǒ）編碼器位置領先工作（zuò）台，它提前（qián）到達指令位置這意味著機床實際移動的距離縮短（duǎn）了。在機床運行，通過在相應（yīng）軸上使（shǐ）用反向間隙補償功能（néng），在換向（xiàng）時，以前記錄的偏差將自動激活，將以（yǐ）前記（jì）錄的偏差疊加到（dào）實（shí）際位置值上。

絲杠螺距誤差補償（cháng）

CNC控製係統中間接測量的（de）測量原理基於（yú）這樣一個假設：即滾珠絲杠的（de）螺距在有效行程內保持不變，因此在理論上（shàng），可以根據（jù）驅動電機的運動信息位置推導出直線（xiàn）軸（zhóu）的實際位置。但是，滾珠絲杠的製造誤差（chà）會導致測量係統產生偏差（chà）（又稱絲杠螺距（jù）誤差）。測（cè）量偏差（取決於（yú）所用（yòng）測量係統）與測（cè）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（jù）此問題。為了補償（cháng）這兩種誤差，使可使用一套獨立的測量（liàng）係統（激光測量）測量CNC機床的自然誤（wù）差（chà）曲線，然後，將所需（xū）補償值保存在CNC係統中進行補償。

摩擦補償（象限誤差補償）和動態（tài）摩擦補（bǔ）償（cháng）

象限誤差補償（又稱（chēng）為摩擦補償）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。原因如下：在象限轉換中，一個軸以最高進給速度移動（dòng），另一軸則靜止不（bú）動。因此，兩軸的不同（tóng）摩擦行為可能導致輪廓（kuò）誤差（chà）。象限誤差補償可有效地減小（xiǎo）此誤差並確保出色的（de）加工效果（guǒ）。補償脈衝的密度可以根據與加速度相（xiàng）關（guān）的（de）特（tè）征（zhēng）曲線（xiàn）設（shè）置，而該特征曲線（xiàn）可通過圓度測試來確定和參數化。在圓度測試中，圓形輪廓的實（shí）際位置和編程半徑的偏差（尤其在換向時（shí））被（bèi）量化的記錄下來，並通過（guò）圖形化顯示在人機（jī）界麵上。

在新版本的係（xì）統軟件上，集成的動態摩擦補（bǔ）償功能能夠根據機（jī）床不同轉速下的摩擦行（háng）為進行動態補償，減小實際加工輪廓誤差，實現更高的控製精度。

垂度和角度誤差補償

如果各（gè）機床單個（gè）部件的重量會導致活動（dòng）部件位移和傾斜，則需要（yào）進行垂度補償（cháng），因為它會導致相關機床部分（fèn）（包括導向係統）下垂（chuí）。角度誤差補（bǔ）償則用於當移動軸沒有（yǒu）以正確的角度互相對（duì）齊時（例如，垂直）。隨著零點位置的（de）偏移不斷增加，位（wèi）置（zhì）誤差也增加。這兩種誤（wù）差均由（yóu）機床的自重，或者刀具和工件重量（liàng）所（suǒ）導（dǎo）致。在調試時測得的補（bǔ）償值（zhí）被定量後按照相（xiàng）應的位置以某種形式，如補償表，存儲在SINUMERIK中。在（zài）機床運行時，相關軸的位置根據存儲點的補償值進行插補。對於每次（cì）連續路徑移動，均（jun1）存在基本軸與補償軸。

溫度補償

熱量可能導致機床各部分膨脹。膨脹範圍取決於各機床部分（fèn）的溫度、導熱率（lǜ）等。不同溫度可（kě）能導致各軸的實際位置（zhì）發生變化，這會對加工（gōng）中的（de）工件精度產生負麵影響。這些實際值（zhí）變（biàn）化可以（yǐ）通過溫度補償（cháng）抵消。各軸在不同溫度（dù）的誤差曲線均可定義。為了始終正確補償熱脹，必須通過功能塊不斷從PLC向（xiàng）CNC控製係統重新傳遞溫度（dù）補償值、參考位置和線性梯度角參數。意外參數的變化會由（yóu）控製係統自動消除，從而避（bì）免機（jī）床過載並激活監控功能。

空間誤差補償係統（VCS）

回轉軸的位置、它們的相互補償以及刀具定（dìng）向誤差，可能導致轉頭和回轉頭等部件出現係統性幾何（hé）誤（wù）差。此外，每個機床中（zhōng）進給軸的導向係統將出現小誤差。對於（yú）線性軸（zhóu），這些誤差為線性位置誤差；水平和垂（chuí）直直線（xiàn）度誤差；對於旋轉軸，會產生俯仰角、偏航角和翻滾角誤差。將機床組件相互對齊時，可能（néng）出現其他誤差。例如（rú），垂（chuí）直誤差。在三軸機床中，這意味著在刀尖（jiān）上可能（néng）會產生21項個幾何誤差：每個線性軸六個（gè）誤差類型乘以三個軸，再加三（sān）個（gè）角度誤差。這些偏差共同作用形成總誤差，又稱為空間誤差。

空間誤差描述了實（shí）際機床的刀具（jù）中點（TCP）位置與理想無誤差機床的刀具中點位置的偏差。SINUMERIK解決方案（àn）合作夥（huǒ）伴（bàn）能夠借助激光測量設備確定空間誤（wù）差（chà）。僅測量單個位置的誤差是遠（yuǎn）遠不夠的，必須測量整個加工空間內的所有機（jī）床（chuáng）誤差。通常需要記錄所有位置的測量值並（bìng）繪成曲線，因為各誤差大小取決於相關進給軸的位置（zhì）與測量位置。例如（rú），當y軸與z軸處於不同（tóng）位置時，導致x軸產生的（de）偏差會不同——即使在x軸的幾乎同一位置也會出現誤差。借（jiè）助“CYCLE996 –運動測量”，隻需幾分鍾即可確定回轉軸（zhóu）誤差。這意味著，可以（yǐ）不斷檢查（chá）機床（chuáng）的準確性，如果需要，即使在生產中，也可以校正準確性。

偏（piān）差補償（動態前饋控製）

偏差指（zhǐ）在機床軸運動時（shí）位置（zhì）控製器與標準的偏差（chà）。軸偏（piān）差為機床軸的目標位置與其實際位置（zhì）的（de）差值。偏差（chà）導（dǎo）致與速度相關的不必要輪廓誤差，尤其在輪廓曲（qǔ）率變化時（shí），如圓形、方形輪廓等。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（dù）相關的偏差減為（wéi）零（líng）。通過前饋控製提（tí）高路徑精度，從而獲得更好的加工效果。

FFWON: 啟動前饋控製的命令

FFWOF: 關閉前饋控製的命（mìng）令

電子配重補償

在極端情況下，為了防止（zhǐ）軸下垂而對機床、刀具或工件造成損壞，可以激活電子配重功能。在沒有（yǒu）機械或液壓配重的（de）負（fù）載軸中，一旦鬆開製動器，垂（chuí）直軸會意外下垂。在激活電子配重後，可以補償意外（wài）的軸下垂。在鬆開製動器後，靠恒定的平衡扭（niǔ）矩來保持（chí）下垂（chuí）軸（zhóu）的位置。