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      摘要：介紹數控系統交叉補償功能在提高數控龍門鏜銑床橫梁定位精度方面的應用。

    
      0 、引言

     在數控龍門鏜銑床中，影響橫梁定位精度主要有兩方面因素：橫梁的撓度；橫梁的傾斜。解決好這兩個問題，即可提高機床整體的數控精度，也可以更好地滿足用戶零件精加工的要求。所以，在數控龍門鏜銑床中，橫梁補償是提高整機數控精度的關鍵措施。本機床的各項進給軸均為全閉環控制。

      1 、影響橫梁定位精度的因素及補償措施

      數控動梁龍門鏜銑床橫梁由兩個雙驅同步電機來驅動，分別是W1軸、W2軸，為滾珠絲杠形式，其基本結構如圖1 所示。

        
  
       圖1 數控動梁龍門鏜銑床基本結構

       1.1 橫梁的撓度

       橫梁自身的重量加上主軸箱的重量會使橫梁產生一定的撓度變化，另外，撓度也隨主軸箱在橫梁的位置（Y 向）而變化，以及在主軸箱安裝不同附件時隨附件的重量而變化。可以根據主軸箱在橫梁的位置（Y向），通過提升滑枕（Z 向）來補償橫梁的撓度變化，兩者之間的關系為：
  

     1.2 橫梁的傾斜

     主軸箱在橫梁中心位置時橫梁是水平的， 當主軸箱沿橫梁（Y 向）移動偏離橫梁中心位置時會使橫梁（W1、W2向）產生傾斜，其傾斜程度會隨主軸箱在橫梁上的位置而變化，越是靠近橫梁的一端，橫梁傾斜越嚴重，從而造成銑削平面的傾斜，最終導致加工工件的水平面與工作臺基準面的平行度超出允許范圍。主軸箱安裝不同附件時， 橫梁傾斜程度也會隨附件的重量而變化， 即W1、W2軸的誤差隨Y軸位置而變化，并且與附件重量呈正比，可用下式表達：

      2、 橫梁定位精度補償的方法及步驟

      西門子840D 數控系統獨特的交叉補償功能可以解決上述問題。840D 數控系統具備豐富的坐標軸補償功能，可以實現機械傳動的間隙補償、橫梁撓度補償、圓弧運動過象限補償、螺距誤差補償、溫度補償、跟隨誤差補償等。每個坐標軸既可以激活線性誤差補償， 也可激活非線性軸的誤差補償。

      2.1 通過激光檢測儀器檢測并記錄誤差值

      使用百分表或激光干涉儀分別記錄移動主軸箱（Y 軸）時橫梁W1、W2軸誤差值，移動主軸箱（Y 軸）時滑枕Z 軸誤差值。

      2.2 創建補償表

     （1）設置每個補償表補償點數。

MD 18342: MM_CEC_MAX_ POINTS ［t］
t=0 : 第1 個補償表Y_W1
t=1 : 第2 個補償表Y_W2
t=2 : 第3 個補償表Y_Z
MD 18342: MM_CEC_MAX_POINTS［0］=46 第1 個補償表46 個補償點
MD 18342: MM_CEC_MAX_POINTS［1］=46 第2 個補償表46 個補償點
MD 18342: MM_CEC_MAX_POINTS［2］=46 第3 個補償表46 個補償點

      （2）做NC 數據備份，然后讀回這個備份。

 
      （3）按Service 鍵后，按數字選擇鍵并選有效數控數字鍵, 然后選Saving-of-NC-data→OK→選擇NCActive-data→回車→選擇Sag/angularity-complete→按手動數據鍵→按Copy 鍵→將光標移動到其他目錄上讓Insert 鍵變黑→按Insert 鍵→用tab 鍵切換到abor項，選擇Newbackup 地址→用tab 鍵切換到地址編碼項,輸入Inter-comp 并回車，按OK 鍵，這時在屏幕上可以看到剛才創建的目錄Inter-comp， 選擇Intercomp目錄并回車，此時可以找到一個名為NC_CEC_INI的文件，回車并打開。以補償W1軸為例，補償表：

%_N_NC_YW1_CEC_INI
CHANDATA(1)
MYMAN_CEC ［0,0］=+0.01；W1
軸第1 個補償值:
MYMAN_CEC ［0,1］=+0.03；W1
軸第2 個補償值:
MYMAN_CEC ［0,2］=-0.03；W1
軸第3 個補償值:
MYMAN_CEC ［0,3］=-0.01；W1
軸第4 個補償值:
MYMAN_CEC ［0,4］=+0.01；W1
軸第5 個補償值:
MYMAN_CEC ［0,5］=-0.01；W1
軸第6 個補償值:
… … …
MYMAN_CEC ［0.45］=+0.02；W1
軸最后一個補償值:
MYMAN_CEC_INPUT_AXIS［0］=(AX2)；基準軸Y
MYMAN_CEC_OUTPUT_AXIS［0］=(AX3)；補償軸W1
MYMAN_CEC_STEP［0］=100；補償點間距
MYMAN_CEC_MIN［0］=+100.0；補償起點（Y 軸）
MYMAN_CEC_MAX［0］=-4500.0；補償終點（Y軸）
MYMAN_CEC_DIRECTION［0］=0；雙向補償（Y軸）
MYMAN_CEC_MULT_BY_TABLE［0］=0
MYMAN_CEC_IS_MODULO［0］=0；
M17
 

     將補償值輸入并存儲→按Manage data 鍵→按Load HD-NC 鍵（ 完成后， 屏幕下方顯示“job isready”） →切換到Start-up 畫面， 修改W1軸參數MD32710: CEC_ENABLE［AX3］=1、W2軸參數MD 32710:CEC_ENABLE ［ AX4 ］ = 1 、Z 軸參數MD 32710 :EC_ENABLE ［AX5］ =1， 修改設定數SD41300:CEC_TABLE_ENAB01［0=1SD41300:CEC_TABLE_ENABLE［1］=1、SD41300: CEC_TABLE_ENABLE ［2］ = 1→NCK 復位→回參考點。

 
    （4）切換Diagnostis 畫面，同時按ServiceDisplay 鍵及Service axis 鍵，查看W1軸并注意其中Compensationsag+temperature 項，當Y 軸移動時，如果上述步驟操作正確，左立柱補償即已生效，那么補償的數值在此處可以看到。

   
     3 、結語

  
     該公司自主研發生產的XK2130 系列數控龍門鏜銑床，成功應用了西門子系統交叉補償功能，滿足了用戶精加工零件和提高效率的要求。