SINUMERIK 840D自动过象限误差补偿QEC的应用.pdf

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1、SINUMERIK840D自动过象限误差补偿QEC的应用顾向清(西门子(中国)有限公司,北京100102)摘要:描述在SINUMERIK840D上,如何使用自动过象限误差补偿QEC消除机床的过象限误差。关键词:SEluK840D加工误差过象限误差补偿QEC.ApplicationofSINUMERIK840DQuadrantErrorCompensationQECGUXiangqing(SiemensLtd.,China,Beijing100102,CHN)Abstract:ThatpaperintroducesthatSINUMERIK840

2、Deliminatesanddecreasesquadranterrorviaquadranterrorcompensationwithneuralnetworks.Keywords:SINUMERIK840D;CuttingError;QuadrantCompensation;QEC.机床加工精度是指零件加工后的实际几何参数与过象限误差补偿,也称摩擦补偿。在过象限处,数理想几何参数的符合程度。对于机床,不可避免的存控系统自动对机床轴加入额外的补偿值,用于保证在在工艺系统变形误差、测量系统误差以及环境温度误加工时,尤其是加工圆弧轨迹时获得更高的

3、加工轮廓差等。机床轴实际运动过程中,或大或小地存在定位精度。如图2所示。过象限误差补偿,即在轴的过象误差。针对不同的误差,SINUMERIK840D系统提供限处预先加入额外的速度设定值脉冲,减小轴突然反各种补偿手段以提高机床的加工精度。主要有以下几向运动中由于机械变形、反向间隙或摩擦条件的突变种补偿方法:温度补偿、反向间隙补偿、螺距误差补偿引起的定位轮廓误差。如图3所示。(LEC)、垂度补偿(CEC)、动态前馈控制(跟踪误差补偿)、过象限误差补偿(摩擦补偿)和电子重锤补偿。本文主要讨论在SINUMERIK840D上,如何进行Setpoint过象

4、限误差的自动补偿。(Position)1过象限误差补偿(QEC)功能介绍鬈不同的摩擦条件和机械刚性,在象限切换点处,参图3过象限误差补偿原理与插补运动的各个轴的实际速度不同,机床轴不可能在840D上,过象限补偿分手动和自动两种。手每一次都精确地定位到指令值。因此各轴的实际位置动过象限误差补偿,即传统的方法。调试工程师按照并不是理想的编程轨迹,尤其在过象限处,产生了轮廓不同加速度下的特性设置,根据圆弧测试的结果,手动误差。如图1所示。设置相应的补偿值。这一过程复杂并要求相当的经验Axis;Y才能达到最优化补偿的目的。自动过象限误差补偿,●半砼:I

5、uortm:半径:10Omm...进给率:lOOOr.即智能学习的方法。数控系统通过智能学习后,自动f_一誓获得各种加速度下所需的补偿特性曲线。根据加工精.f斧..进经’~:lO00r、....I.\·’度,可设定补偿特性曲线的分辨率,使获得的加工轨迹\.·\·f.j..更为接近理想曲线。.一\·≯‘~ctual晰0~tctuIalPosition_2自动过象限误差补偿调试2.1基本要求图没过有象害限蓑轮廓误墼差图⋯2有摩擦补⋯偿⋯的过一象限一过象限误差补偿的补偿依据是测量系统反馈值和·l64·,,一IU等D数控专栏指令值间的偏差。因而只有当被

6、测量机床轴具有直接习的程序,即多项式学习程序QECLRNP.SPF和圆学测量系统(直线光栅或圆光栅)时,才能反映出真实的习程序QECLRNC.SPF。多项式学习可用于所有的轴误差情况。在开始过象限误差补偿之前,驱动必须是类型,圆学习仅用于几何轴。根据需要的学习类型,将已经优化过的,包括电流环、速度环、位置环和前馈等QECLRNP.SPF或QECLRNC.SPF改名为QECLRN.的优化。SPF,并存放到子程序文件夹SPF下。2.2QEC学习和QEC工作阶段2.3.3调用自动QEC补偿NC程序智能学习的自动过象限误差补偿分学习阶段和工(1)QEC

7、系统变量初始化主程序QECDAT.MPF作阶段。根据实际需要调整激活学习轴的QEC系统变量。(1)学习阶段分初次学习和再学习。初次学习程序如下i:%N阶段,NC程序使用高级编程语言激活QEC学习功能,一—QECDAT—MPFN1040defintnumAxes=3;定义学习的轴数(最大可为4个轴)系统自动分析实际值和指令值的误差,自动对机床轴N1070defaxisaxisName[4]加入补偿值,并将补偿值存储在用户存储器中。再学N1080defintoutNr=0习阶段,对第一次学习补偿的再优化。N1090defintaxCount=0(2

8、)工作阶段系统根据在学习阶段生成的QECN1l00defaxisaxNr补偿值,自动对机床轴加入额外的速度设定值脉冲,使N1150axisName[0

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