​CNC數控機床補償（cháng）你知道多少？

機床具有的係統性的機械相關偏差，可以被係統（tǒng）記錄，但由於存在（zài）溫度或機械負載等環境因素，在後（hòu）續使用（yòng）過程中，偏（piān）差仍然可能出現或增加。在這些情（qíng）況下，SINUMERIK可以提供不同的補償功能。使用（yòng）實際位置編碼器（如光柵）或額外的傳感器（如激光幹涉儀（yí）等）獲得的（de）測量（liàng）值來補償偏差，從而獲得更（gèng）佳的加（jiā）工效果。本期給大家介紹一下SINUMERIK常見的補償功能（néng），“CYCLE996運動測量（liàng）”等實（shí）用的SINUMERIK測量循環可在機（jī）床的持續監控與維護過程中為最終用戶提供（gòng）全麵支持。

反向間隙補償

在機床移動部件和其驅動部件，如滾珠絲杠，之間進（jìn）行力的傳遞時（shí）會產生間斷或者延遲，因為完全沒有間隙的機（jī）械結構會顯著增加機床的磨損，而（ér）且從工藝上講也是難以實現的（de）。機械間隙導致軸/主軸的（de）運（yùn）動路徑與間接測量係統的測（cè）量值之間存在偏差（chà）。這意味（wèi）著一旦方向改（gǎi）變，軸將移動得過遠或過近，這取決於間隙的大小。工作台及其相關編（biān）碼器（qì）也（yě）會受到影響（xiǎng）：如果編碼器位置領先工（gōng）作台，它提前到達指令位置這意味著機床實際移動的距離縮（suō）短（duǎn）了。在機床運行，通過在相應軸上使用反向間隙補（bǔ）償功能，在換向時，以前記錄的偏差將自動激活，將以前（qián）記錄的偏差疊加到實際位置值上。

絲杠螺距誤差（chà）補償

CNC控製係統中間接測量的測量原理基於這樣一個假設：即滾珠絲杠的螺距在有效行程內保持不（bú）變，因此在理（lǐ）論上，可以根據驅動電機的運動信息位置推導出直線（xiàn）軸的實（shí）際位置。但是，滾珠絲杠的製造誤差會導致測（cè）量係統（tǒng）產生偏差（又稱絲杠螺距（jù）誤差）。測量偏差（取（qǔ）決於所用（yòng）測量係統）與測量係統（tǒng）在機床上的安裝誤差（又稱為測量係統誤差）可能進（jìn）一（yī）步加劇此問題。為了（le）補償這兩種誤差，使可使用（yòng）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（xū）補償值保（bǎo）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（mó）擦補償

象限誤差補償（又稱（chēng）為摩擦補償）適（shì）合上述所有情況，以便在（zài）加工圓形輪（lún）廓時大幅提高輪廓精度。原因如下：在象限轉換中，一個軸（zhóu）以最高進給速度移動，另一軸則靜止不動。因此，兩軸的不同摩擦行為（wéi）可（kě）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（de）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（qǔ）線（xiàn）設置，而該特征曲線可通過圓度測試來確定和參數化。在圓度測試中（zhōng），圓形輪廓的實際位置和編程半徑（jìng）的偏差（尤（yóu）其在換向時）被（bèi）量（liàng）化的記錄下來，並通過圖形（xíng）化（huà）顯示在人機界麵上。

在新版本的係統軟件上，集成的動態摩擦補（bǔ）償功能能夠根據機（jī）床不同（tóng）轉速下的摩擦行為進行（háng）動（dòng）態（tài）補償，減小實際加工輪廓誤差，實（shí）現更高的控製精度。

垂度和角度誤差補償

如果各機床單個部件的重量會（huì）導致活動部件位移和傾斜，則（zé）需要進行（háng）垂度補償，因（yīn）為（wéi）它會導致相關（guān）機床部分（包括（kuò）導向係統）下垂。角度誤差補償則用於當移動軸沒有（yǒu）以正（zhèng）確的角度互（hù）相對齊時（例如，垂直）。隨著零點位置的偏移不斷（duàn）增（zēng）加，位置誤差也增加（jiā）。這兩種誤差均由機床（chuáng）的自重，或者刀具和（hé）工件重量所導致（zhì）。在調試時測得的（de）補償（cháng）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（diǎn）的補（bǔ）償值進行插補。對於每次連續路徑移動，均（jun1）存在基本軸與補償（cháng）軸。

溫度（dù）補（bǔ）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的溫度、導熱率（lǜ）等。不同溫度可能導致各軸的實際位置發生變化，這會對加工中的工件（jiàn）精（jīng）度產（chǎn）生負麵影響。這些實際值變化可以通（tōng）過溫度補償抵消。各軸在不同溫度的誤差曲線均可定義。為了始終正確補償熱脹，必須通過功能塊不斷從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（jiǎo）參數。意（yì）外參數的變化會（huì）由控製係統自動消除，從（cóng）而避免機床過載並激活監控功（gōng）能。

空間誤（wù）差補償係統（VCS）

回轉軸的位置、它們的相互補（bǔ）償以及刀具定向（xiàng）誤（wù）差，可能（néng）導致轉頭和回轉頭等部件出現係統性幾何誤差。此外，每個機床中進（jìn）給軸的導向係統將出（chū）現小誤差。對於線性軸，這些誤差為線性位置誤差；水平和垂直直線度（dù）誤差；對於旋轉軸（zhóu），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，可能出現其他（tā）誤差。例如，垂直誤差。在三軸機床中，這意味著在刀尖上可能會產生21項個幾何誤差：每個線性（xìng）軸六個誤差類型乘以三個軸，再加（jiā）三個角度誤差。這些偏差共同（tóng）作用形成（chéng）總誤差，又稱為空間誤差（chà）。

空間（jiān）誤差描（miáo）述了實際機床的刀具中點（TCP）位置與理想無誤差（chà）機床的刀具中點位（wèi）置的偏差。SINUMERIK解決方案合作（zuò）夥伴能夠借助激光測量設備確定空間（jiān）誤差。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內（nèi）的所有機床誤差。通常需要（yào）記錄所有位（wèi）置的（de）測量（liàng）值並繪（huì）成曲線，因為各誤差大小（xiǎo）取決於相關進給軸（zhóu）的位置（zhì）與測量位置（zhì）。例如，當y軸與z軸（zhóu）處於不同位（wèi）置時，導致（zhì）x軸產生的（de）偏差會不同——即使在x軸的幾乎（hū）同一位置也會出現誤差。借助“CYCLE996–運動測量”，隻需幾分鍾即可確定（dìng）回轉軸誤差。這意味著（zhe），可（kě）以不斷檢查機床的準確性，如果需要，即使在生產中，也可以校正準確性。

偏差補償（動態前饋控（kòng）製）

偏差指在機床軸運動時位置控（kòng）製器與標準的偏差。軸偏差為機（jī）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（xiàng）關的不必要輪（lún）廓誤差，尤其在輪廓曲率變化時，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，可以將與速度相關的偏差減（jiǎn）為零。通過（guò）前饋控製提高路徑精度，從而獲得更好的加工（gōng）效果。

FFWON:啟動前饋控製的命令

FFWOF:關閉前饋（kuì）控製的命令

電子配重補償

在極端（duān）情況下，為了防（fáng）止軸下垂而對機床、刀具或工件造成損壞，可以（yǐ）激活電子配重功能。在沒有機械或液壓（yā）配重的負載軸中，一旦鬆開製動器，垂直軸會意外下垂。在激活電（diàn）子配重後（hòu），可以補償意外（wài）的軸下垂。在（zài）鬆開製動器後（hòu），靠恒定（dìng）的平衡扭矩來保持下（xià）垂軸的位（wèi）置（zhì）。