​CNC數控機床（chuáng）補償你知道多少（shǎo）？

機床（chuáng）具有的係統性的機械相關（guān）偏差，可以被係統記錄，但由於存在溫度或機械負載（zǎi）等環境因素，在後續使用過（guò）程中，偏差仍然可能出現或增加。在這些情況下，SINUMERIK可以提供不同的補償功能。使用實際位置編碼器（如光柵）或額外的傳感器（如激（jī）光（guāng）幹（gàn）涉儀等）獲得的測量值（zhí）來（lái）補償偏差，從而獲（huò）得更佳（jiā）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（dòng）測（cè）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（wéi）最終用戶提供全麵支持。

反向間隙（xì）補償

在（zài）機（jī）床移動部件和其驅動部件（jiàn），如滾珠絲杠，之間進行力的傳（chuán）遞時會產生間斷或者延遲，因為完全沒有間隙的機械結構會顯著增加機（jī）床的磨損，而且從（cóng）工藝上（shàng）講也是難以實現的。機械間（jiān）隙導致軸/主軸（zhóu）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（yí）動得過遠或過近，這取決於間隙的大小。工作台及其相關編碼器也會（huì）受到影響：如果編碼（mǎ）器（qì）位置領先工作台（tái），它提前到達指令位置這意味著機床實際移動的距離縮短了。在機床運行，通（tōng）過在相應軸上使用反向間隙補償功能，在換向時，以前記錄的偏差將（jiāng）自動激活，將以前記錄的偏差疊（dié）加到實際位置值上。

絲杠螺距誤差補償

CNC控製係統中間接測量的測量原理基於這樣一個假設：即（jí）滾珠絲杠的螺距在有效行程內保持不變，因此在理論上，可以根據驅動電（diàn）機的運動信息位置推導出直線軸的實際位置（zhì）。但是，滾珠絲杠的製造（zào）誤（wù）差（chà）會導致測量係統產生偏差（又（yòu）稱絲杠螺距（jù）誤差）。測量偏差（取決於所用測（cè）量（liàng）係統（tǒng））與測（cè）量係統在（zài）機床上的安裝誤差（chà）（又稱為測量係統誤差）可能進一步加劇（jù）此問題。為了補償這兩種誤差，使可使用一套獨立的測（cè）量係統（tǒng）（激光測量）測量CNC機床的（de）自然（rán）誤差曲線，然後，將所需補償值保存在CNC係統中進行補償（cháng）。

摩（mó）擦補償（cháng）（象限誤差補償）和動態摩（mó）擦補償

象限誤差補償（又稱為摩擦補償（cháng））適合（hé）上述所有情（qíng）況，以（yǐ）便在加工圓（yuán）形（xíng）輪廓時大幅提高輪廓精度（dù）。原因如下：在象限轉換中，一個（gè）軸以（yǐ）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（cā）行（háng）為可能導致輪廓誤差。象（xiàng）限誤差補償可有效地減小此（cǐ）誤差（chà）並確保（bǎo）出色的加（jiā）工效果。補償脈衝的密度可以根據（jù）與加速度相關的特征曲線設置，而該特征曲線可通（tōng）過圓度測試來（lái）確定和參數化。在圓度測試中，圓形輪廓的實際位置和編（biān）程半徑的偏（piān）差（尤其在換向時）被量化（huà）的（de）記錄下來，並通過圖形化顯示在（zài）人機界麵上。

在新版本（běn）的係統軟件上，集成的動態摩擦補償功能能夠根據機床不同轉速下的摩擦行為（wéi）進行動（dòng）態補償，減小實（shí）際加工輪廓誤差，實現更高的控製精（jīng）度。

垂度和角度誤差補（bǔ）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，則需要進行垂度補償，因為它會導致相關機床（chuáng）部分（包括導向係統）下（xià）垂。角度誤差補償則用於當移動軸（zhóu）沒有（yǒu）以正確的角度互相對齊時（例如，垂（chuí）直）。隨著零點位置的偏移不斷增加，位（wèi）置（zhì）誤差也增加。這兩種誤差均由機床的自重（chóng），或者刀具和工件重量所導致。在調試時測得的補償值被定（dìng）量後按照相應的位（wèi）置以某種形式，如（rú）補償表，存（cún）儲在SINUMERIK中（zhōng）。在機床（chuáng）運行時，相關軸的位（wèi）置根據存儲點的補償（cháng）值（zhí）進行插補。對於（yú）每（měi）次連續路徑移動，均存（cún）在基本（běn）軸與補償軸。

溫度補償

熱量（liàng）可能（néng）導致機床各部分膨脹。膨脹範圍取決於各機床部分的溫度（dù）、導（dǎo）熱率等。不（bú）同溫度可能導致各軸的實際位置（zhì）發生變化，這會對加工中的工件精度產生負麵影響。這些實（shí）際值（zhí）變化可以通過溫度補償抵消（xiāo）。各軸在不同溫度的誤差曲（qǔ）線均可定義。為了始終正確補償熱脹（zhàng），必（bì）須通過功能塊不斷從PLC向CNC控製係（xì）統重新（xīn）傳遞溫度補償值、參考位置和線性梯度角參數。意（yì）外參數的變化會由控（kòng）製係統自動（dòng）消除，從而避免機床過載並激活監（jiān）控功能。

空間誤差補償係統（VCS）

回轉軸（zhóu）的位置、它們的相互（hù）補償以及刀具（jù）定向誤差，可能導致轉頭和回轉頭（tóu）等部件出現係統（tǒng）性幾何誤差。此外，每個機床中進給軸的導向係統將出現小誤差。對（duì）於線性（xìng）軸，這（zhè）些誤差為線性位置誤差；水平和垂直直線度誤差；對於旋轉軸，會產生俯仰角、偏（piān）航角和翻滾角誤差。將機床組件相互對齊時，可能出現其他誤差。例如，垂直誤（wù）差。在三軸機床中，這意味著在刀尖（jiān）上可能會產（chǎn）生21項個幾何誤差：每個（gè）線性軸（zhóu）六（liù）個（gè）誤差類型乘以三個（gè）軸（zhóu），再加三個角度誤差。這（zhè）些偏差共同作用形成總誤差，又稱為空間（jiān）誤差。

空（kōng）間誤差描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解決方案合作夥伴能夠借助激光（guāng）測量（liàng）設備確定（dìng）空間誤差。僅測（cè）量單（dān）個位置的誤差是遠遠不夠的，必須測量整個加工空間內的所有（yǒu）機床誤差。通常需要記錄所有位置的（de）測量值並繪成曲線，因為各誤差大小取決於相關進給軸的位置與測量位置。例如，當y軸（zhóu）與z軸處於不同位置時，導致（zhì）x軸產生的偏（piān）差（chà）會不同——即使在x軸的幾乎同一（yī）位置也會出現誤差。借助“CYCLE996–運動測量（liàng）”，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（zhǔn）確性，如果需要，即使在生產中（zhōng），也可以校正（zhèng）準確性。

偏差補償（動態前饋控製）

偏差指在機床軸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（guān）的不必要輪廓誤差，尤其在輪廓曲率變化時（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（dòng）時，可（kě）以將（jiāng）與速度相關的偏差減為零。通過（guò）前饋控製提高路徑精度，從而獲得更好的加工效（xiào）果。

FFWON:啟動前饋控製的命（mìng）令（lìng）

FFWOF:關（guān）閉（bì）前饋控製的命令

電子配重補償

在極端情況下（xià），為了防止軸下垂（chuí）而對機床、刀具（jù）或工件造成損壞，可以激活電子配重功能。在沒有機械（xiè）或液壓配重的負載軸（zhóu）中，一旦鬆開製動器，垂直（zhí）軸會意外下垂。在激活（huó）電子配重後，可以補償意外的軸下垂。在（zài）鬆開製動器後，靠恒定的平衡扭矩來（lái）保持下垂軸的位置。