Восемь способов компенсации станков. Часть 1.

2022-09-13

Систематические отклонения станков, связанные с работой станков, могут систематически регистрироваться, однако отклонения могут все же появляться или увеличиваться во время последующего использования из-за факторов окружающей среды, таких как температура или механическая нагрузка. В этих случаях SINUMERIK может предоставить различные функции компенсации. Компенсируйте отклонения, используя измерения датчиков фактического положения (например, решеток) или дополнительных датчиков (например, лазерных интерферометров и т. д.) для улучшения результатов обработки. В этом выпуске мы познакомим вас с общими функциями компенсации SINUMERIK. Практичные измерительные циклы SINUMERIK, такие как «CYCLE996 Motion Measurement», могут обеспечить конечным пользователям всестороннюю поддержку при непрерывном контроле и техническом обслуживании станков.
Компенсация люфта



Прерывистая или замедленная передача усилия происходит между движущимися частями станка и его ведущими частями, такими как ШВП, поскольку механическая конструкция без зазоров значительно увеличивает износ станка, а этого также трудно достичь с точки зрения технологии. . Механический люфт приводит к отклонениям между траекториями движения осей/шпинделей и измеренными значениями косвенной измерительной системы. Это означает, что при изменении ориентации ось переместится слишком далеко или слишком близко, в зависимости от размера зазора. Это также влияет на стол и связанные с ним энкодеры: если энкодер находится впереди стола, он достигает заданного положения раньше, что означает, что машина фактически проходит меньшее расстояние. Когда станок работает, благодаря использованию функции компенсации люфта на соответствующей оси ранее записанное отклонение автоматически активируется во время реверса, накладывая ранее записанное отклонение на фактическое значение положения.
Компенсация погрешности шага ходового винта


Принцип косвенного измерения в системе управления ЧПУ основан на предположении, что шаг ШВП остается неизменным в пределах эффективного хода, поэтому теоретически фактическое положение линейной оси может быть получено на основе информации о движении положения приводной двигатель. Однако производственные ошибки в ШВП могут вызвать отклонения в системе измерения (также известные как ошибки шага ходового винта). Эта проблема может еще больше усугубляться отклонениями измерений (в зависимости от используемой системы измерения) и ошибками установки системы измерения на станке (также известными как ошибки системы измерения). Чтобы компенсировать эти два типа ошибок, можно использовать независимую измерительную систему (лазерное измерение) для измерения кривой естественной погрешности станка с ЧПУ, а затем необходимое значение компенсации сохраняется в системе ЧПУ для компенсации.
Компенсация трения (компенсация ошибки квадранта) и динамическая компенсация трения



Компенсация квадрантной ошибки (также известная как компенсация трения) подходит для всего вышеперечисленного, чтобы значительно повысить точность контура при обработке круговых контуров. Причина в следующем: при квадрантном преобразовании одна ось движется с максимальной скоростью подачи, а другая неподвижна. Следовательно, различное поведение трения двух осей может привести к ошибкам контура. Компенсация квадрантной ошибки может эффективно уменьшить эту ошибку и обеспечить превосходные результаты обработки. Плотность компенсационных импульсов можно установить в соответствии с характеристической кривой, зависящей от ускорения, которую можно определить и параметризовать с помощью теста на округлость. Во время теста на круглость отклонение между фактическим положением круглого контура и запрограммированным радиусом (особенно во время коммутации) фиксируется количественно и отображается графически на HMI. В новой версии системного программного обеспечения встроенная функция динамической компенсации трения может выполнять динамическую компенсацию в соответствии с поведением трения станка на разных скоростях, уменьшая фактическую ошибку контура обработки и обеспечивая более высокую точность управления.
Компенсация провисания и угловой ошибки


Компенсация провисания требуется, если вес отдельных частей машины приводит к перемещению и наклону движущихся частей, а также к провисанию связанных частей машины, включая направляющую систему. Компенсация угловой ошибки используется, когда движущиеся оси не выровнены друг с другом под правильным углом (например, вертикально). По мере увеличения смещения нулевой позиции увеличивается и ошибка положения. Обе эти ошибки вызваны собственным весом станка или весом инструмента и заготовки. Значения компенсации, измеренные при вводе в эксплуатацию, выражаются количественно и сохраняются в SINUMERIK согласно соответствующей позиции в той или иной форме, например, в виде таблицы компенсаций. Когда станок работает, положение соответствующей оси интерполируется в соответствии со значением компенсации сохраненной точки. Для каждого непрерывного перемещения по траектории существуют базовая и компенсационная оси. Тепло, компенсирующее температуру, может привести к расширению частей машины. Диапазон расширения зависит от температуры, теплопроводности и т. д. каждой детали машины. Различные температуры могут привести к изменению фактического положения каждой оси, что может отрицательно повлиять на точность обрабатываемой детали. Эти изменения фактического значения могут быть компенсированы температурной компенсацией. Можно определить кривые погрешностей для каждой оси при различных температурах. Чтобы всегда правильно компенсировать тепловое расширение, значения температурной компенсации, исходное положение и параметры угла линейного градиента должны непрерывно передаваться из ПЛК в систему управления ЧПУ через функциональные блоки. Неожиданные изменения параметров автоматически устраняются системой управления, чтобы избежать перегрузки машины и активировать функции мониторинга.