Otte måder til kompensation for værktøjsmaskiner del 1

2022-09-13

Systematiske maskinrelaterede afvigelser af værktøjsmaskiner kan registreres systematisk, men afvigelser kan stadig forekomme eller stige ved efterfølgende brug på grund af miljøfaktorer som temperatur eller mekanisk belastning. I disse tilfælde kan SINUMERIK levere forskellige kompensationsfunktioner. Kompenser for afvigelser ved hjælp af målinger fra aktuelle positionskodere (f.eks. riste) eller ekstra sensorer (f.eks. laserinterferometre osv.) for bedre bearbejdningsresultater. I dette nummer vil vi introducere de almindelige kompensationsfunktioner i SINUMERIK. Praktiske SINUMERIK-målecyklusser som "CYCLE996 Motion Measurement" kan yde omfattende support til slutbrugere under den løbende overvågning og vedligeholdelse af værktøjsmaskiner.
Slagskompensation



Intermitterende eller forsinket kraftoverførsel forekommer mellem de bevægelige dele af værktøjsmaskinen og dens drivende dele, såsom kugleskruer, fordi en mekanisk struktur uden mellemrum vil øge sliddet på værktøjsmaskinen væsentligt, og det er også vanskeligt at opnå mht. af teknologi. . Mekanisk spil fører til afvigelser mellem aksernes bevægelsesbaner/spindler og de målte værdier for det indirekte målesystem. Det betyder, at når først orienteringen er ændret, vil aksen bevæge sig for langt eller for tæt, afhængigt af mellemrummets størrelse. Bordet og dets tilknyttede encodere er også påvirket: Hvis encoderen er foran bordet, når den den beordrede position tidligere, hvilket betyder, at maskinen faktisk kører mindre afstand. Når maskinen kører, aktiveres den tidligere registrerede afvigelse automatisk ved vending ved at bruge slørkompensationsfunktionen på den tilsvarende akse, hvorved den tidligere registrerede afvigelse overlejres på den aktuelle positionsværdi.
Kompensation for blyskruestigningsfejl


Måleprincippet for indirekte måling i CNC-kontrolsystemet er baseret på den antagelse, at kugleskruens stigning forbliver uændret inden for det effektive slag, så teoretisk kan den faktiske position af den lineære akse udledes af bevægelsesinformationspositionen for drivmotor. Imidlertid kan fabrikationsfejl i kugleskruer forårsage afvigelser i målesystemet (også kendt som blyskruestigningsfejl). Dette problem kan yderligere forværres af måleafvigelser (afhængigt af det anvendte målesystem) og installationsfejl af målesystemet på maskinen (også kendt som målesystemfejl). For at kompensere for disse to slags fejl, kan et uafhængigt målesystem (lasermåling) bruges til at måle den naturlige fejlkurve for CNC-værktøjsmaskinen, og derefter gemmes den nødvendige kompensationsværdi i CNC-systemet til kompensation.
Friktionskompensation (kvadrantfejlkompensation) og dynamisk friktionskompensation



Quadrant Error Compensation (også kendt som friktionskompensation) er velegnet til alle ovenstående for i høj grad at forbedre konturnøjagtigheden ved bearbejdning af cirkulære konturer. Årsagen er som følger: I en kvadranttransformation bevæger den ene akse sig med den højeste tilspænding, og den anden akse er stationær. Derfor kan de to aksers forskellige friktionsadfærd føre til konturfejl. Kvadrantfejlkompensation kan effektivt reducere denne fejl og sikre fremragende bearbejdningsresultater. Kompensationsimpulsernes tæthed kan indstilles efter en accelerationsafhængig karakteristik, som kan bestemmes og parametreres ved en rundhedstest. Under rundhedstesten registreres afvigelsen mellem den faktiske position af den cirkulære kontur og den programmerede radius (især ved kommutering) kvantitativt og vises grafisk på HMI. På den nye version af systemsoftwaren kan den integrerede dynamiske friktionskompensationsfunktion udføre dynamisk kompensation i henhold til værktøjsmaskinens friktionsadfærd ved forskellige hastigheder, hvilket reducerer den faktiske bearbejdningskonturfejl og opnår højere kontrolnøjagtighed.
Sag- og vinkelfejlkompensation


Sagkompensation er påkrævet, hvis vægten af ​​de enkelte maskindele får de bevægelige dele til at bevæge sig og vippe, da det får de tilhørende maskindele, herunder styresystemet, til at synke. Vinkelfejlskompensation anvendes, når de bevægelige akser ikke er rettet ind efter hinanden i den korrekte vinkel (f.eks. lodret). Efterhånden som forskydningen af ​​nulpositionen øges, øges positionsfejlen også. Begge disse fejl skyldes værktøjsmaskinens egenvægt eller vægten af ​​værktøjet og emnet. De kompensationsværdier, der måles under idriftsættelsen, kvantificeres og gemmes i SINUMERIK i henhold til den tilsvarende position i en eller anden form, såsom en kompensationstabel. Når værktøjsmaskinen kører, interpoleres positionen af ​​den relevante akse i henhold til kompensationsværdien for det lagrede punkt. For hver kontinuerlig banebevægelse er der basis- og kompensationsakser. Temperaturkompenserende varme kan få dele af maskinen til at udvide sig. Ekspansionsområdet afhænger af temperaturen, varmeledningsevnen osv. for hver maskindel. Forskellige temperaturer kan få den aktuelle position af hver akse til at ændre sig, hvilket kan påvirke nøjagtigheden af ​​det emne, der bearbejdes, negativt. Disse aktuelle værdiændringer kan udlignes ved temperaturkompensation. Fejlkurver for hver akse ved forskellige temperaturer kan defineres. For altid at kompensere for den termiske udvidelse korrekt, skal temperaturkompensationsværdierne, referencepositionen og lineære gradientvinkelparametre løbende overføres fra PLC'en til CNC-styringen via funktionsblokke. Uventede parameterændringer elimineres automatisk af styresystemet for at undgå overbelastning af maskinen og aktivere overvågningsfunktioner.