（齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司 科研試驗(yàn)室，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

淺談840DSL動態(tài)懸垂補(bǔ)償

劉海龍

（齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司 科研試驗(yàn)室，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

本文介紹了西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能及其原理，并對該型產(chǎn)品的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了研究。

動態(tài)懸垂補(bǔ)償；立柱變形；雙向螺距誤差補(bǔ)償

一、西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)有多種補(bǔ)償功能，進(jìn)行數(shù)控機(jī)床精度調(diào)整時能有效實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功能，一般包括溫度補(bǔ)償、插補(bǔ)補(bǔ)償。該系統(tǒng)可進(jìn)行跟隨誤差補(bǔ)償，包括速度前饋控制以及扭矩的補(bǔ)償控制。對于由于摩擦引發(fā)的誤差，該系統(tǒng)能進(jìn)行靜態(tài)象限誤差補(bǔ)償和動態(tài)象限誤差補(bǔ)償兩種補(bǔ)償。雖然該系統(tǒng)功能樣本和使用說明等內(nèi)容中列出的補(bǔ)償功能，這些資料沒有明確包含雙向螺距誤差補(bǔ)償功能。該系統(tǒng)指出下垂功能有一定方向性，將基準(zhǔn)軸和補(bǔ)償軸相重合可以實(shí)現(xiàn)雙向絲杠螺距誤差補(bǔ)償。下垂功能方向性為實(shí)現(xiàn)雙向螺距誤差補(bǔ)償提供可能。

二、840D下垂補(bǔ)償功能的原理

1 下垂誤差產(chǎn)生的原因

數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行銑削和鏜削時由于刀具重力作用，使機(jī)床軸的位置相對于移動部件產(chǎn)生傾斜。數(shù)控機(jī)床主軸由于自身重力作用產(chǎn)生下垂，這樣別的軸與主軸間相對位置發(fā)生變化。

2 840D下垂補(bǔ)償功能參數(shù)的分析：

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)提供的補(bǔ)償功能實(shí)現(xiàn)不能使用機(jī)床數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，需要通過中間的參數(shù)變量進(jìn)行描述。通過對零件的成文文件或者常用的啟動文件可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功能。

3 下垂補(bǔ)償功能用于螺距誤差或測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償時的定義方法

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的基本資料可知，數(shù)控機(jī)床主軸在同一個補(bǔ)償列表中，既是基準(zhǔn)軸又是補(bǔ)償軸。因此，同一軸既可以級基準(zhǔn)軸和補(bǔ)償軸于一體，實(shí)現(xiàn)下垂補(bǔ)償功能。使用數(shù)控系統(tǒng)對該軸進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償。從補(bǔ)償變量參數(shù)＄AN_ CEC_DIRECTION[t]描述中看出，由于下垂補(bǔ)償功能補(bǔ)償值具有方向性，所以下垂補(bǔ)償功能在用于螺距誤差或測量系統(tǒng)誤差時，可理解為在坐標(biāo)軸兩個方向上分別補(bǔ)償。一個表應(yīng)用于補(bǔ)償軸的運(yùn)行正方向，另一表應(yīng)用于補(bǔ)償同一軸運(yùn)行負(fù)方向。

三、應(yīng)用實(shí)例

齊重?cái)?shù)控是生產(chǎn)大型立車的機(jī)床廠，主要產(chǎn)品有DVT，SVT，DMVT，SMVT等多種大型單柱雙柱立式車銑床，加工直徑范圍為1.6～25米，加工高度最高達(dá)40多米，由于立柱過高，導(dǎo)致橫梁在每升高一段距離，會增加橫梁低頭下垂量，這個量隨立柱高度變化而變化，這時正常懸垂補(bǔ)償已不能滿足要求，這種情況下動態(tài)懸垂補(bǔ)償就能解決該問題。

我公司的立式車床SVT2200，加工直徑達(dá)22米，加工高度30多米，橫梁升高時立柱產(chǎn)生形變，主要機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖 1。

圖1

調(diào)試步驟

（1）參數(shù)設(shè)定

19300=FH；18342[0]-18342[t]（t是表格序號）=30 補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)等于30個；此時系統(tǒng)會重新分配內(nèi)存，所以先備份好NC參數(shù)，再NC上電復(fù)位，然后用備份好的參數(shù)進(jìn)行參數(shù)恢復(fù)；32710激活補(bǔ)償表；32720補(bǔ)償表單個點(diǎn)補(bǔ)償?shù)目偤偷臉O限值，出口型補(bǔ)償值1mm，非出口型補(bǔ)償值10mm；41300下垂補(bǔ)償賦值表有效；41310 下垂補(bǔ)償值表的加權(quán)因子。

（2）PLC程序編制

將V65版 本 的FB600，DB120復(fù)制到目標(biāo)程序，然后在OB1中調(diào)用FB600，DB600。

（3）將補(bǔ)償數(shù)據(jù)分別填入不同的補(bǔ)償表中，觀察診斷畫面sag值會有變化。

補(bǔ)償表參數(shù)設(shè)定：＄AN_CEC[0，0]=0.0； ＄AN_CEC[0，1]=0.0； ＄AN_ CEC[0，2]=0.0；＄AN_CEC[0，3]=0.0

第n個補(bǔ)償表：＄AN_CEC[n，0]=0.0；＄AN_CEC[n，1]=0.0； ＄AN_CEC[n，2]=0.0；＄AN_CEC[n，3]=0.0；......。

$AN_CEC[n，MAX-1]=0.0；$AN_ CEC_INPUT_AXIS[0]設(shè)定基準(zhǔn)軸；$AN_ CEC_OUTPUT_AXIS[0]設(shè)定補(bǔ)償軸軸；$AN_CEC_INPUT_AXIS[0]設(shè)定基準(zhǔn)軸；$AN_CEC_STEP[0]設(shè)定補(bǔ)償步距；$AN_ CEC_MIN[0]設(shè)定補(bǔ)償最小點(diǎn)；$AN_ CEC_MAX[0]設(shè)定補(bǔ)償最大點(diǎn)；$AN_ CEC_DIRECTION[0]設(shè)定補(bǔ)償方向，默認(rèn)0正方向；$AN_CEC_MULT_BY_ TABLE[0]設(shè)定補(bǔ)償相乘表；$AN_CEC_ IS_MODULD[0]設(shè)定補(bǔ)償表模功能，然后再填入橫梁啟動start和橫梁檔位開關(guān)信號SQ_H1～SQ_Hn，將修改好的程序載入NCU中，NC復(fù)位，然后按下橫梁啟動按鈕，不會根據(jù)不同的開關(guān)信號激活不同的補(bǔ)償表，來實(shí)現(xiàn)不同高度不同的懸垂補(bǔ)償值的變化，這時41300會有變化。

（4）故障分析

1）懸垂補(bǔ)償數(shù)據(jù)錯誤，檢查懸垂補(bǔ)償數(shù)據(jù)表，查看懸垂補(bǔ)償最大值與最小值是否填錯，而且懸垂補(bǔ)償數(shù)據(jù)必須呈線性變化，否則會出現(xiàn)軸抖動現(xiàn)象。2）懸垂補(bǔ)償數(shù)據(jù)不生效，檢查32710是否等于1，檢查41300是否等于1。3）不能建立懸垂補(bǔ)償數(shù)據(jù)表，系統(tǒng)NC總清，生效數(shù)據(jù)中重新生成懸垂補(bǔ)償數(shù)據(jù)表。4）橫梁升降停止后，懸垂補(bǔ)償數(shù)據(jù)不生效，檢查橫梁分級定位檢測開關(guān)是否損壞，PLC分級定位檢測開關(guān)地址是否正確。5）不能自動執(zhí)行懸垂補(bǔ)償數(shù)據(jù)表，檢查PLC與NC通訊數(shù)據(jù)塊是否通訊，如果PLC與NC通訊正常，檢查變量地址，PLC與NC側(cè)分別使用了大端法與小端法，所以編寫程序時一定要起始地址相反，否則會出現(xiàn)通訊混亂現(xiàn)象。6）懸垂補(bǔ)償效果不好，主要原因是立柱變形呈S型，需要多加橫梁分級定位開關(guān)，補(bǔ)償步距需要縮短，兩個分級定位開關(guān)間盡量減少或避免S型。

[1]Function Manual Basic functions SIEMENS[Z].

TG65 < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

B