Acht manieren van compensatie voor werktuigmachines Deel 1

2022-09-13

Systematische machinegerelateerde afwijkingen van werktuigmachines kunnen systematisch worden geregistreerd, maar bij later gebruik kunnen afwijkingen optreden of toenemen als gevolg van omgevingsfactoren zoals temperatuur of mechanische belasting. In deze gevallen kan SINUMERIK verschillende compensatiefuncties bieden. Compenseer afwijkingen met behulp van metingen van werkelijke positie-encoders (bijv. roosters) of extra sensoren (bijv. laserinterferometers, enz.) voor betere bewerkingsresultaten. In dit nummer introduceren we de algemene compensatiefuncties van SINUMERIK. Praktische SINUMERIK-meetcycli zoals "CYCLE996 Motion Measurement" kunnen eindgebruikers uitgebreide ondersteuning bieden bij de continue bewaking en het onderhoud van werktuigmachines.
Compensatie van speling



Er vindt intermitterende of vertraagde krachtoverbrenging plaats tussen de bewegende delen van de werktuigmachine en de aandrijfonderdelen ervan, zoals kogelomloopspindels, omdat een mechanische structuur zonder openingen de slijtage van de werktuigmachine aanzienlijk zal vergroten, en het is ook moeilijk te bereiken in termen van van technologie. . Mechanische speling leidt tot afwijkingen tussen de bewegingsbanen van de assen/spindels en de gemeten waarden van het indirecte meetsysteem. Dit betekent dat zodra de oriëntatie is gewijzigd, de as te ver of te dichtbij zal bewegen, afhankelijk van de grootte van de opening. De tafel en de bijbehorende encoders worden ook beïnvloed: als de encoder voorloopt op de tafel, bereikt deze de opgedragen positie eerder, waardoor de machine feitelijk minder afstand aflegt. Wanneer de machine draait, wordt door gebruik te maken van de spelingscompensatiefunctie op de corresponderende as de eerder geregistreerde afwijking automatisch geactiveerd tijdens het omkeren, waarbij de eerder geregistreerde afwijking wordt toegevoegd aan de werkelijke positiewaarde.
Compensatie van spoedfout van de spindel


Het meetprincipe van indirecte metingen in het CNC-besturingssysteem is gebaseerd op de aanname dat de spoed van de kogelomloopspindel onveranderd blijft binnen de effectieve slag, dus theoretisch kan de werkelijke positie van de lineaire as worden afgeleid uit de bewegingsinformatiepositie van de aandrijfmotor. Fabricagefouten bij kogelomloopspindels kunnen echter afwijkingen in het meetsysteem veroorzaken (ook wel spindelspoedfouten genoemd). Dit probleem kan nog verergerd worden door meetafwijkingen (afhankelijk van het gebruikte meetsysteem) en installatiefouten van het meetsysteem op de machine (ook wel meetsysteemfouten genoemd). Om deze twee soorten fouten te compenseren, kan een onafhankelijk meetsysteem (lasermeting) worden gebruikt om de natuurlijke foutcurve van de CNC-bewerkingsmachine te meten, en vervolgens wordt de vereiste compensatiewaarde ter compensatie in het CNC-systeem opgeslagen.
Wrijvingscompensatie (kwadrantfoutcompensatie) en dynamische wrijvingscompensatie



Kwadrantfoutcompensatie (ook wel wrijvingscompensatie genoemd) is geschikt voor al het bovenstaande om de contournauwkeurigheid bij het bewerken van cirkelvormige contouren aanzienlijk te verbeteren. De reden is als volgt: bij een kwadranttransformatie beweegt de ene as met de hoogste voedingssnelheid en staat de andere as stil. Daarom kan het verschillende wrijvingsgedrag van de twee assen tot contourfouten leiden. Kwadrantfoutcompensatie kan deze fout effectief verminderen en uitstekende bewerkingsresultaten garanderen. De dichtheid van de compensatiepulsen kan worden ingesteld volgens een versnellingsafhankelijke karakteristiek, die door een rondheidstest kan worden bepaald en geparametriseerd. Tijdens de rondheidstest wordt de afwijking tussen de werkelijke positie van de cirkelcontour en de geprogrammeerde straal (vooral tijdens de commutatie) kwantitatief geregistreerd en grafisch weergegeven op de HMI. Op de nieuwe versie van de systeemsoftware kan de geïntegreerde dynamische wrijvingscompensatiefunctie dynamische compensatie uitvoeren op basis van het wrijvingsgedrag van de werktuigmachine bij verschillende snelheden, waardoor de werkelijke bewerkingscontourfout wordt verminderd en een hogere regelnauwkeurigheid wordt bereikt.
Compensatie van doorbuiging en hoekfouten


Doorbuigingscompensatie is nodig als het gewicht van de afzonderlijke machineonderdelen ervoor zorgt dat de bewegende delen gaan bewegen en kantelen, omdat hierdoor de bijbehorende machineonderdelen, inclusief het geleidingssysteem, doorzakken. Hoekfoutcompensatie wordt gebruikt wanneer de bewegende assen niet onder de juiste hoek ten opzichte van elkaar zijn uitgelijnd (bijvoorbeeld verticaal). Naarmate de offset van de nulpositie toeneemt, neemt ook de positiefout toe. Beide fouten worden veroorzaakt door het eigen gewicht van de werktuigmachine, of door het gewicht van het gereedschap en het werkstuk. De tijdens de inbedrijfstelling gemeten compensatiewaarden worden gekwantificeerd en in SINUMERIK overeenkomstig de overeenkomstige positie in een of andere vorm, bijvoorbeeld in een compensatietabel, opgeslagen. Wanneer de werktuigmachine draait, wordt de positie van de relevante as geïnterpoleerd volgens de compensatiewaarde van het opgeslagen punt. Voor elke ononderbroken padbeweging zijn er basis- en compensatie-assen. Temperatuurcompensatiewarmte kan ervoor zorgen dat delen van de machine uitzetten. Het uitzettingsbereik is afhankelijk van de temperatuur, thermische geleidbaarheid etc. van elk machineonderdeel. Verschillende temperaturen kunnen ervoor zorgen dat de werkelijke positie van elke as verandert, wat een negatieve invloed kan hebben op de nauwkeurigheid van het te bewerken werkstuk. Deze werkelijke waardeveranderingen kunnen door temperatuurcompensatie worden gecompenseerd. Foutcurven voor elke as bij verschillende temperaturen kunnen worden gedefinieerd. Om de thermische uitzetting altijd correct te compenseren, moeten de temperatuurcompensatiewaarden, de referentiepositie en de lineaire gradiënthoekparameters via functieblokken voortdurend opnieuw worden overgedragen van de PLC naar de CNC-besturing. Onverwachte parameterwijzigingen worden automatisch geëlimineerd door het besturingssysteem om overbelasting van de machine te voorkomen en bewakingsfuncties te activeren.