SINUMERIK 840D自動過象限誤差補償QEC的應用.pdf

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1、SINUMERIK840D自動過象限誤差補償QEC的應用顧向清(西門子(中國)有限公司，北京100102)摘要：描述在SINUMERIK840D上，如何使用自動過象限誤差補償QEC消除機床的過象限誤差。關鍵詞：SEluK840D加工誤差過象限誤差補償QEC．ApplicationofSINUMERIK840DQuadrantErrorCompensationQECGUXiangqing(SiemensLtd．，China，Beijing100102，CHN)Abstract：ThatpaperintroducesthatSINUMERIK840

2、Deliminatesanddecreasesquadranterrorviaquadranterrorcompensationwithneuralnetworks．Keywords：SINUMERIK840D；CuttingError；QuadrantCompensation；QEC．機床加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)與過象限誤差補償，也稱摩擦補償。在過象限處，數(shù)理想幾何參數(shù)的符合程度。對于機床，不可避免的存控系統(tǒng)自動對機床軸加入額外的補償值，用于保證在在工藝系統(tǒng)變形誤差、測量系統(tǒng)誤差以及環(huán)境溫度誤加工時，尤其是加工圓弧軌跡時獲得更高的

3、加工輪廓差等。機床軸實際運動過程中，或大或小地存在定位精度。如圖2所示。過象限誤差補償，即在軸的過象誤差。針對不同的誤差，SINUMERIK840D系統(tǒng)提供限處預先加入額外的速度設定值脈沖，減小軸突然反各種補償手段以提高機床的加工精度。主要有以下幾向運動中由于機械變形、反向間隙或摩擦條件的突變種補償方法：溫度補償、反向間隙補償、螺距誤差補償引起的定位輪廓誤差。如圖3所示。(LEC)、垂度補償(CEC)、動態(tài)前饋控制(跟蹤誤差補償)、過象限誤差補償(摩擦補償)和電子重錘補償。本文主要討論在SINUMERIK840D上，如何進行Setpoint過象

4、限誤差的自動補償。(Position)1過象限誤差補償(QEC)功能介紹鬈不同的摩擦條件和機械剛性，在象限切換點處，參圖3過象限誤差補償原理與插補運動的各個軸的實際速度不同，機床軸不可能在840D上，過象限補償分手動和自動兩種。手每一次都精確地定位到指令值。因此各軸的實際位置動過象限誤差補償，即傳統(tǒng)的方法。調(diào)試工程師按照并不是理想的編程軌跡，尤其在過象限處，產(chǎn)生了輪廓不同加速度下的特性設置，根據(jù)圓弧測試的結果，手動誤差。如圖1所示。設置相應的補償值。這一過程復雜并要求相當?shù)慕?jīng)驗Axis；Y才能達到最優(yōu)化補償?shù)哪康摹Ｗ詣舆^象限誤差補償，●半砼：I

5、uortm：半徑：10Omm．．．進給率：lOOOr．即智能學習的方法。數(shù)控系統(tǒng)通過智能學習后，自動f_一誓獲得各種加速度下所需的補償特性曲線。根據(jù)加工精．f斧．．進經(jīng)’~：lO00r、．．．．I．＼·’度，可設定補償特性曲線的分辨率，使獲得的加工軌跡＼．·＼·f．j．．更為接近理想曲線。．一＼·≯‘~ctual晰0~tctuIalPosition_2自動過象限誤差補償調(diào)試2．1基本要求圖沒過有象害限蓑輪廓誤墼差圖?2有摩擦補?償?的過一象限一過象限誤差補償?shù)难a償依據(jù)是測量系統(tǒng)反饋值和·l64·，，一IU等D數(shù)控專欄指令值間的偏差。因而只有當被

6、測量機床軸具有直接習的程序，即多項式學習程序QECLRNP．SPF和圓學測量系統(tǒng)(直線光柵或圓光柵)時，才能反映出真實的習程序QECLRNC．SPF。多項式學習可用于所有的軸誤差情況。在開始過象限誤差補償之前，驅動必須是類型，圓學習僅用于幾何軸。根據(jù)需要的學習類型，將已經(jīng)優(yōu)化過的，包括電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)和前饋等QECLRNP．SPF或QECLRNC．SPF改名為QECLRN．的優(yōu)化。SPF，并存放到子程序文件夾SPF下。2．2QEC學習和QEC工作階段2．3．3調(diào)用自動QEC補償NC程序智能學習的自動過象限誤差補償分學習階段和工(1)QEC

7、系統(tǒng)變量初始化主程序QECDAT．MPF作階段。根據(jù)實際需要調(diào)整激活學習軸的QEC系統(tǒng)變量。(1)學習階段分初次學習和再學習。初次學習程序如下i：％N階段，NC程序使用高級編程語言激活QEC學習功能，一—QECDAT—MPFN1040defintnumAxes=3；定義學習的軸數(shù)(最大可為4個軸)系統(tǒng)自動分析實際值和指令值的誤差，自動對機床軸N1070defaxisaxisName[4]加入補償值，并將補償值存儲在用戶存儲器中。再學N1080defintoutNr=0習階段，對第一次學習補償?shù)脑賰?yōu)化。N1090defintaxCount=0(2

8、)工作階段系統(tǒng)根據(jù)在學習階段生成的QECN1l00defaxisaxNr補償值，自動對機床軸加入額外的速度設定值脈沖，使N1150axisName[0