​CNC數控機（jī）床補償你知（zhī）道多少？

機床具有的係統性的機械（xiè）相關偏差，可（kě）以被係統記錄，但由於存在溫度或機械負載等（děng）環境因（yīn）素，在（zài）後續使用過程中，偏差仍然可（kě）能（néng）出現（xiàn）或增加。在這些情況下，SINUMERIK可（kě）以提（tí）供不同的補償功能。使用實際位（wèi）置編碼器（如光柵）或額外的傳感器（如激光幹涉儀等）獲得的測量（liàng）值來補（bǔ）償偏差，從而獲得更佳的加工效果。本期給大家介（jiè）紹一下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維護過程中為最終用戶提供全（quán）麵支持。

反向（xiàng）間隙補償

在機床移動部件和其（qí）驅動部件，如滾（gǔn）珠絲（sī）杠，之間進行力的傳遞時會產生（shēng）間斷或者延遲，因為完全（quán）沒有間隙的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（xiè）間隙導（dǎo）致（zhì）軸/主軸的運動路徑與間接測量係統的（de）測量值之間存在偏差。這意味著一旦方向改變，軸將移動得過遠或過近，這取決於間隙的大小。工作台（tái）及其相關編碼器也會受到影響：如果編碼器位置領先工作台，它提前到達指令位置這意味著機（jī）床實際移（yí）動的距離縮短了。在機床運行，通過在相應軸上使用反向（xiàng）間隙補償功能，在換向時，以前記錄的偏差將自動激（jī）活，將以前記錄的偏差疊加到實際位置值上。

絲杠螺距誤（wù）差補償

CNC控製係統中間接測量的（de）測量原理基於這樣一個假設：即滾珠絲杠的螺距在有效行（háng）程內（nèi）保持不變，因此在理論上，可以根據驅動電機的運（yùn）動信息位置推導出直線軸的實際位置。但是，滾珠絲杠的製造誤差會導致測量係統產生偏差（又（yòu）稱絲杠螺距誤差）。測（cè）量（liàng）偏差（取決（jué）於所用測量係統）與測量係統在（zài）機床上的安裝誤差（又稱為測量係統（tǒng）誤差）可能進一步加劇（jù）此問題。為了補償這兩種誤差，使可使用一套（tào）獨立的（de）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（象限誤差補償）和動態（tài）摩擦補償

象限誤差補（bǔ）償（又稱為（wéi）摩擦補償（cháng））適合上述（shù）所有情況，以便在加工圓形輪廓時大幅提高輪（lún）廓精（jīng）度。原因如下（xià）：在象（xiàng）限轉換（huàn）中（zhōng），一個軸以最高進給速度移動，另一軸則靜止不動。因此，兩軸（zhóu）的不同摩擦（cā）行（háng）為可能導致輪廓誤差。象限誤差補償可有效地減小此誤差並確保出色的加工效果。補償脈衝的密度可以根據與加速度相關的特征曲線設置，而該特征曲線可通過圓度測試來確定和參數化（huà）。在圓度測試中，圓形輪廓的實際位置和編程半徑（jìng）的偏差（尤其在換向時）被量化的（de）記錄下來，並通過圖形（xíng）化顯示在人機界麵上。

在新版本的係統軟件（jiàn）上，集成的動態摩擦補償功能能（néng）夠根據機（jī）床不同轉速下的摩擦行為進行動態補償，減小（xiǎo）實際加工輪廓（kuò）誤差，實現更高的控製精度（dù）。

垂度和角度誤差補償

如果各機床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（bǔ）償，因為它會導（dǎo）致相關機床部分（包括導向係統）下垂。角度誤差補償則用於當移動軸沒有以正確的角度互相對齊時（例如，垂直（zhí））。隨著零點位置的偏移不斷（duàn）增加，位置誤差也增（zēng）加。這兩種（zhǒng）誤差均由機床（chuáng）的（de）自重，或者（zhě）刀具和工件重量所導致。在調試時（shí）測得的（de）補償值被（bèi）定量後（hòu）按照相應的位置以某種形式，如補償（cháng）表，存儲在SINUMERIK中。在機床運行時，相關軸的位置（zhì）根據存儲點的（de）補償值進（jìn）行插補。對於每次連續（xù）路徑移動，均存在基本軸與補償軸（zhóu）。

溫度補償

熱（rè）量可能導致機（jī）床各部（bù）分膨脹。膨脹範圍取決於各機床部分的（de）溫度、導熱率等。不同溫（wēn）度可（kě）能導致各軸的實際位置（zhì）發生變（biàn）化，這會對加工中的工件精（jīng）度產生負（fù）麵影響。這些（xiē）實際值變化可以通（tōng）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（bǔ）償熱脹，必（bì）須通過（guò）功能塊不斷從PLC向CNC控製係統重新傳遞溫度補償（cháng）值、參考（kǎo）位（wèi）置和線性梯度角參數。意外參數的（de）變化會由控製係統自（zì）動消除，從而避免機床過載並激活監控功能。

空間誤（wù）差補償係統（VCS）

回轉軸的位置、它們的（de）相互補償以及刀（dāo）具定向誤差，可能導致轉頭和回轉頭等部件出現係統性幾何誤差。此外，每（měi）個（gè）機床中（zhōng）進給軸的導向係統將出現小誤差。對於線性軸，這些（xiē）誤差為線性位置誤（wù）差；水平（píng）和垂直直線度誤差；對於旋轉軸，會產生俯仰角、偏航角和翻滾角誤差。將機床組（zǔ）件（jiàn）相互對齊時，可能出（chū）現其他誤差。例如，垂直誤差。在三軸機床中，這意味（wèi）著在刀尖上可能會產生21項個幾（jǐ）何誤差：每個（gè）線（xiàn）性軸六個誤差（chà）類型（xíng）乘以三（sān）個軸，再加三（sān）個角度誤差（chà）。這些（xiē）偏差共同作用形成總誤差，又稱為空間（jiān）誤差。

空間誤差描述了實（shí）際（jì）機床的刀具中點（TCP）位置與理想無誤差機床（chuáng）的刀具中點位置的偏差。SINUMERIK解決方案合作夥伴能夠借助激光測（cè）量設備確（què）定空間誤差。僅測量單個（gè）位置的誤差是遠遠不夠的（de），必須測量整個加工空間內的所有機床誤差。通常需要記錄所有位置的測量（liàng）值並繪成曲線，因為各誤差大小取決於相關進給軸的位置與測量位置。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（shǐ）在x軸的幾乎同一位置（zhì）也會出現誤差（chà）。借助“CYCLE996–運動測量”，隻需幾分鍾即可確定回轉軸誤差。這意味著，可以不斷檢查機床的準確性，如果（guǒ）需要，即使在生產中，也可（kě）以校正準確性。

偏差（chà）補償（動態前饋（kuì）控製）

偏差指在（zài）機（jī）床軸運動時位置控製器與標準的（de）偏差。軸偏差為機床軸的目標（biāo）位置與其實（shí）際位置的差值（zhí）。偏差導致與（yǔ）速度（dù）相（xiàng）關的不必要輪廓誤差，尤其在輪廓曲率變化時，如圓（yuán）形、方形輪廓等。憑借零件程序中的NC高級語言命（mìng）令FFWON，在沿路徑（jìng）移動時，可以將（jiāng）與速度相關的偏差減為（wéi）零。通過前饋（kuì）控製提高路徑精度，從而獲得更好的加工效果。

FFWON:啟動前（qián）饋控製的命令

FFWOF:關閉前（qián）饋（kuì）控製的命令

電（diàn）子配重補償

在極端情況下，為了防止軸下垂而對（duì）機（jī）床、刀具或工件（jiàn）造成損（sǔn）壞，可以激活電子配重功能。在沒有機械（xiè）或液壓配重（chóng）的負載軸中（zhōng），一旦鬆開製動器，垂直軸會意外下垂。在（zài）激活電子配重後，可以補償意外的軸下垂。在鬆開製動器後，靠恒定的平衡扭矩（jǔ）來保持（chí）下垂軸的位置。