Ocho formas de compensación de máquinas herramienta, parte 1

2022-09-13

Las desviaciones sistemáticas de las máquinas herramienta relacionadas con la máquina se pueden registrar sistemáticamente, pero aún así pueden aparecer o aumentar durante el uso posterior debido a factores ambientales como la temperatura o la carga mecánica. En estos casos SINUMERIK puede ofrecer diferentes funciones de compensación. Compense las desviaciones utilizando mediciones de codificadores de posición reales (p. ej., rejillas) o sensores adicionales (p. ej., interferómetros láser, etc.) para obtener mejores resultados de mecanizado. En este número presentaremos las funciones de compensación comunes de SINUMERIK. Los prácticos ciclos de medida SINUMERIK como "CYCLE996 Motion Measurement" pueden ofrecer un apoyo completo a los usuarios finales durante la supervisión y el mantenimiento continuos de las máquinas herramienta.
Compensación de reacción



Se produce una transmisión de fuerza intermitente o retrasada entre las partes móviles de la máquina herramienta y sus partes motrices, como los husillos de bolas, porque una estructura mecánica sin espacios aumentará significativamente el desgaste de la máquina herramienta, y también es difícil de lograr en términos de tecnología. . El juego mecánico provoca desviaciones entre las trayectorias de movimiento de los ejes/husillos y los valores medidos por el sistema de medición indirecta. Esto significa que una vez que se cambia la orientación, el eje se moverá demasiado o demasiado cerca, dependiendo del tamaño del espacio. La mesa y sus codificadores asociados también se ven afectados: si el codificador está delante de la mesa, alcanza antes la posición ordenada, lo que significa que la máquina recorre menos distancia. Cuando la máquina está en funcionamiento, al utilizar la función de compensación de holgura en el eje correspondiente, la desviación previamente registrada se activa automáticamente durante la inversión, superponiendo la desviación previamente registrada al valor de posición real.
Compensación del error de paso del husillo


El principio de medición indirecta en el sistema de control CNC se basa en el supuesto de que el paso del husillo de bolas permanece sin cambios dentro de la carrera efectiva, por lo que, en teoría, la posición real del eje lineal se puede derivar de la información de movimiento de la posición del motor de accionamiento. Sin embargo, los errores de fabricación en los husillos de bolas pueden provocar desviaciones en el sistema de medición (también conocidos como errores de paso del husillo). Este problema puede verse agravado aún más por desviaciones de medición (dependiendo del sistema de medición utilizado) y errores de instalación del sistema de medición en la máquina (también conocidos como errores del sistema de medición). Para compensar estos dos tipos de errores, se puede utilizar un sistema de medición independiente (medición láser) para medir la curva de error natural de la máquina herramienta CNC y luego el valor de compensación requerido se guarda en el sistema CNC para su compensación.
Compensación de fricción (compensación de error de cuadrante) y compensación de fricción dinámica



La compensación de error de cuadrante (también conocida como compensación de fricción) es adecuada para todo lo anterior para mejorar en gran medida la precisión del contorno al mecanizar contornos circulares. La razón es la siguiente: en una transformación de cuadrante, un eje se mueve a la velocidad de avance más alta y el otro eje está estacionario. Por tanto, el diferente comportamiento de fricción de ambos ejes puede provocar errores de contorno. La compensación de error de cuadrante puede reducir eficazmente este error y garantizar excelentes resultados de mecanizado. La densidad de los impulsos de compensación se puede ajustar según una curva característica dependiente de la aceleración, que se puede determinar y parametrizar mediante una prueba de redondez. Durante la prueba de redondez se registra cuantitativamente la desviación entre la posición real del contorno circular y el radio programado (especialmente durante la conmutación) y se muestra gráficamente en el HMI. En la nueva versión del software del sistema, la función integrada de compensación dinámica de la fricción puede realizar una compensación dinámica de acuerdo con el comportamiento de la fricción de la máquina herramienta a diferentes velocidades, reduciendo el error de contorno de mecanizado real y logrando una mayor precisión de control.
Compensación de errores de hundimiento y ángulo


Se requiere compensación de hundimiento si el peso de las piezas individuales de la máquina hace que las piezas móviles se muevan y se inclinen, ya que hace que las piezas asociadas de la máquina, incluido el sistema de guía, se hundan. La compensación del error angular se utiliza cuando los ejes móviles no están alineados entre sí en el ángulo correcto (por ejemplo, vertical). A medida que aumenta el desplazamiento de la posición cero, también aumenta el error de posición. Ambos errores son causados ​​por el peso propio de la máquina herramienta o el peso de la herramienta y la pieza de trabajo. Los valores de compensación medidos durante la puesta en marcha se cuantifican y almacenan en SINUMERIK según la posición correspondiente de alguna forma, por ejemplo, una tabla de compensación. Cuando la máquina herramienta está en funcionamiento, la posición del eje correspondiente se interpola según el valor de compensación del punto almacenado. Para cada movimiento de trayectoria continua existen ejes básicos y de compensación. El calor de compensación de temperatura puede hacer que partes de la máquina se expandan. El rango de expansión depende de la temperatura, conductividad térmica, etc. de cada pieza de la máquina. Diferentes temperaturas pueden hacer que cambie la posición real de cada eje, lo que puede afectar negativamente la precisión de la pieza de trabajo que se está mecanizando. Estos cambios de valores reales pueden compensarse mediante compensación de temperatura. Se pueden definir curvas de error para cada eje a diferentes temperaturas. Para compensar siempre correctamente la expansión térmica, los valores de compensación de temperatura, la posición de referencia y los parámetros del ángulo de gradiente lineal deben retransmitirse continuamente desde el PLC al control CNC a través de bloques de funciones. El sistema de control elimina automáticamente los cambios inesperados de parámetros para evitar sobrecargar la máquina y activar las funciones de monitoreo.