第6章数控技术案例.ppt

三、总线式数控系统误差补偿总体构架 2. Siemens 840D动态前馈补偿（跟踪误差补偿） Siemens 840D动态前馈补偿（跟踪误差补偿） 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 首先利用测量得到的数据建立补偿表文件(文本文件)，系统启动时将补偿表文件读入数控系统，建立补偿数组。机床返回参考点后，利用查表+线性插值等方法，在每个插补周期对插补指令进行修正。 文件格式：基准轴、补偿轴、初始位置、终点位置、补偿点距离、补偿点的补偿值； 文件可包含多个补偿数组，同一个基准轴可补偿多个补偿轴，同一个补偿轴也可采用多个基准轴分别补偿（线性叠加）。 1. 840D的几何误差补偿方法 §6-4-2 840D数控系统几何误差补偿 几何误差补偿框图 X光栅计数器 X(显示) 坐标PX Z光栅计数器 Y光栅计数器 Y编码器计数器 X编码器计数器 Z编码器计数器 选择 sX3 选择 sX1 1 0 1 0 1 0 XT1 dx_X dx_Z dx_Y X运动 控制器 X插补 指令 X测量误差 补偿表 + + + + Cmd_Xm 选择 sX2b 选择 sX2a 理想 坐标系 实际坐标系 X电机 指令位置 Y_X垂度 补偿表 Z_X垂度 补偿表 选择 sZ1 选择 sY1 §6-4-2 840D数控系统几何误差补偿 2. 840D的几何误差补偿原理 * Z X Y O 误差轨迹 理想轨迹 SIMENSE840D可实现的几何误差补偿 §6-4-2 840D数控系统几何误差补偿 2. 840D的几何误差补偿原理 交叉轴（垂度）补偿采用各轴对立补偿算法，即：对于补偿轴Z来说，当沿X方向运动时，Y轴相对Z轴的补偿量不变，同样，当沿Y方向运动时，X轴相对Z轴的补偿量不变。其优点是所需补偿数据少，补偿算法简单；缺点是交叉影响误差（扭曲误差）不能补偿。 1、轴向误差测量----螺距/光栅误差 对于螺距测量，将测量行程平均分为N个点，然后激光干涉仪运动到第n个点，获得此点的正方向误差，并在该点多次测量求误差平均值，形成双向误差补偿数据。 §6-4-3 几何误差测量 * §6-4-3 几何误差测量 2、轴间误差测量 激光矢量分步对角线法测量原理 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 2、轴间误差测量 右图是用对角线测量法原理图。测量3组对角线，解方程组，可得到所需的补偿值 ?ex(x)、?ex(y) 、 ?ex(z) 、?ey(y)、?ey(x)、?ey(z)、?ez(z) 、?ez(x) 、?ez(y)。 有些激光干涉仪可自动生成840D所需的单轴和交叉轴误差补偿数据文件。 §6-4-3 几何误差测量 一、间隙产生原因及影响 产生原因： 机床滚珠丝杠与螺母副之间存在间隙，不能紧密接触，产生轴窜动。 随着机床的使用，磨损逐渐加剧，产生间隙。 影响： 工作台反向运动时电机空转而工作台并不运动，造成±D/2的定位误差，影响机床精度 间隙过大时，动态响应特性变差,发生振荡 解决方案： 采用高精度的滚珠丝杠 安装丝杠时进行预紧 用数控系统指令补偿间隙 § 6-4-4 间隙误差补偿 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology 无间隙 当D较大时，会造成电机加速度过大，系统不平稳，产生振荡；控制器产生饱和现象；产生跟随误差。 间隙补偿值变化情况 解决方案： 间隙补偿量增量式增长：在一定的插补周期内，逐步增加补偿量，实现补偿值的跳跃，而避免了一个周期内补偿值大的变化。 二、间隙较大时的补偿方法 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology § 6-4-4 间隙误差补偿 三、间隙误差对圆加工的影响 § 5-5-4 间隙误差补偿 §6-1 进给伺服系统的总体结构 §6-2 进给伺服系统的数学模型 §6-3 伺服参数的优化 §6-4 误差补偿概述 §6-5 几何误差补偿 §6-6 热误差补偿 §6-7 动态误差补偿 第六章 伺服系统分析及误差补偿 数字控制及装备技术研究所 Institute of Numerical Control And Equipment Technology §6-5 热误差补偿 §6-5-1