西门子828D系统数控机床的垂直度补偿.docx

精密制造与自动化2016年第1期

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西门子828D系统数控机床的垂直度补偿

范绍平

(四川信息职业技术学院四川广元628017)

摘要机床在对工件进行加工的过程中，由于测量系统、力的传递过程中产生误差、机床装配工艺的影响，造成工件的轮廓会偏离理想几何曲线，使加工产品质量下降。因而在机床出厂前，需要进行一定误差补偿。其中机床的垂直度误差补偿是机床误差补偿之一，通过西门子828D数控系统的补偿功能来实现轴的垂直度误差补偿，满足机床的精度要求。

关键词数控机床西门子828D系统垂直度补偿

某些数控机床的一个或两个轴伸出时，一头处于悬空状态，这样由于坐标轴的自重，会产生下垂现象。例如立卧镗铣床的卧轴伸出较长时，由于立轴头的重量，卧轴会产生一定的下垂变形，影响到机床的加工精度。也就是说，一个轴(基准轴)会由于自身的重量产生下垂，相对于另一个轴(补偿轴)的绝对位置产生变化，为此要进行垂度补偿。

1垂直度误差补偿分析

数控立卧镗铣床，部件向Z轴正方向移动越远，Z轴横臂弯曲就越大，越影响到Y轴负方向的坐标位置。可以利用系统的垂度补偿功能，补偿坐标轴的下垂引起的位置误差，当Z轴执行指令移动时，系统会在一个插补周期内计算Y轴上相应的补偿值。

垂度补偿与螺距补偿不同，螺距补偿是对单个的轴进行补偿，坐标轴之间的补偿相互独立，互不影响；而垂度补偿是“坐标轴之间的补偿”,补偿一个坐标轴的垂度，会影响到另外的坐标轴。

通常把变形坐标轴称为“基准轴”,受影响的轴称为“补偿轴”,把一个基准轴和一个补偿轴定义为一种补偿关系，基准轴作为输入，由此轴决定补偿点(插补点)的位置，补偿轴作为输出，计算得到的补偿值加到它的位置调节器中。

具有两个以上坐标轴的数控机床，一个坐标轴的垂度可能影响到其他几个坐标轴，因此需要为基准轴定义几个补偿关系。基准轴与补偿轴的补偿关系称为垂度补偿表，由西门子828D系统规定的系统变量组成，以补偿文件的形式存入内存中，文件头为%-N-NC-CEC-INI。

2垂直度补偿功能机床数据

为了编制垂度补偿表，应当定义作为输入的基准轴和作为输出的补偿轴，确定基准轴的坐标范围，也就是补偿位置的起点和终点。确定两补偿点之间的距离，以便计算垂度补偿点数。还要给出基准轴的补偿方向，如有必要还可以引入补偿加权因子或补偿的模功能。

828D数控系统中，具有垂度误差补偿功能的关键机床数据MD/SD以及系统变量分析如下：

(1)MD18342:补偿表的最大补偿点数，每个补偿表最大为2000插补补偿点数。

(2)MD32710:激活补偿表。

(3)MD32720:下垂补偿表在某点的补偿值总和的极限值。

828D(出口型)为1mm;828D(非出口型)为10mm。也就是说系统对垂度补偿值进行监控，若计算的总垂度补偿值大于MD32720中设定的极限值，则产生20124的报警“补偿值太高”,但程序不会被中断，此时以设定的最大值作为补偿值。系统还对补偿值的变化进行监控，限制补偿值的改变，当发生20125报警时，说明当前的补偿值的变化太快，超过了MD32730设定的垂度补偿值的最大变化量。

(4)SD41300:SD41300=1下垂补偿赋值表有效。

(5)SD41310:下垂补偿赋值表的加权因子。由于这两个数据可以通过零件程序或PLC程

序修改，所以一个轴由于各种因素造成的不同条件下的不同补偿值可通过修改这两个数据来调整。

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3补偿轴的补偿变量参数

西门子828D数控系统的补偿功能，其补偿数据不是用机床数据来描述，而是以系统变量、通过零件程序形式或通用启动文件(-INI文件)形式来表达。描述如下：

(1)$AN--CEC[t,N]:(插补点N的补偿值，即基准轴的每个插补点对应于补偿轴的补偿值变量参数。)

(2)$AN--CEC-INPUT-AXIS[t]:(定义基准轴的名称)

(3)$AN--CEC-OUTPUT-AXIS[t]:(定义对应补偿值的轴名称)

(4)$AN--CEC-STEP[t]:(基准轴两补偿点之间的距离)

(5)$AN--CEC-MIN[t]:(基准轴补偿的起始