西门子840D摩擦补偿(象限补偿).doc

[摘要]通过使用摩擦补偿，消除加工圆时过象限的尖点，提高机床加工精度。
[关键词]摩擦补偿圆测试
概述：
摩擦主要作用于传动装置和导轨，机床轴应该特别注意静态摩擦，因为在轴启动的时需要的力比正常运转时需要的力大得多，这样在轴启动的时候就会差生更大的跟随误差。一样的现象发生在静态摩擦力方向改变的地方。例如：一个轴从负的速度加速到正的速度时，当速度通过0的时候，因为要改变摩擦力状态，插补轴将会有一个很短时间的停滞从而产生轮廓误差，这个现象在加工圆形轮廓工件时特别突出，在转换象限的地方，一个轴已经到达了它的最大速度而另一个轴的速度却为0，加上了这个摩擦不创以后我们就能几乎消除“象限误差”的影响。
解决的方法
我们通过加入一个额外的脉冲信号来不创由静态摩擦引起的轮廓补偿
SINUMERIK提供两种补偿模式：
1）常规摩擦补偿（MD32490：FRICT_COMP_MODE=1)
2)神经网络象限补偿（MD32490：FRICT_COMP_MODE=2)[选件]
在这里只介绍第一种（常规摩擦补偿)
3.实施步骤
步骤一：在没有摩擦补偿的情况下进行圆度测试
首先将MD32500：FRICT_COMP_ENABLE设为0（取消摩擦补偿）；
在MDA模式下执行一个圆的程序：
“FFWOF
SS:G91G64G2X0Y0I20J0F2500
GOTOBSS"
选择“Start-up”-“Drives/servo”--“Circularitytest”进入圆测试：
设置一些必要参数（见下图）

点击“Start”开始圆测试：
当圆测试完成以后，点击“Display”看测试效果（见下图）

通过上图，我们可以看到在圆过象限的地方有四个尖角，这就是由静态摩擦引起的象限误差。
步骤二：加上摩擦补偿
将MD23500：FRICT_COMP_ENABLE[n]设为1（加上摩擦补偿）
摩擦补偿是由以下两个参数决定的：
MD32520:FRICT_COMP_CONST_MAX[n]摩擦补偿值[mm/min]
MD32540：FRICT_COMP_CONST_TIME[n]摩擦补偿时间常数[s]
刚开始的时候我们可以把补偿值和时间常数设的低一点。例：
MD32520：FRICT_COMP_CONST_MAX[n]=10(mm/min)（摩擦补偿值）
MD32540：FRICT_COMP_TIME[n]=0.008(8msec)(摩擦补偿时间常数）
恰当的摩擦补偿值：当摩擦补偿值被恰当的设置以后，象限转换地方的尖点已经不再那么明显了（见下图）

步骤三：
调整补偿值的大小
补偿值太小：

补偿值太大：

步骤四：调整时间常数的大小
补偿时间常数太小

补偿时间常数太大：

结束语：一般来说，通过摩擦补偿都能减少或消除象限误差。如果通过上述调整后效果还不太明显，可以通过设置下面的参数来改善机床在不同加速度时摩擦补偿的效果
MD32510：FRICT_COMP_ADAPT_ENABLE=1
MD23520:FRICT_COMP_CONST_MAX[n]
MD32530：FRICT_COMP_CONST_MIN[n]
MD32550：FRICT_COMP_ACCEL1[n]
MD32560：FRICT_COMP_ACCEL2[n]
MD32570:FRICT_COMP_ACCEL3[n]

摩擦补偿主要是补偿因机械部件的摩擦而产生的误差，特别是坐标轴的静摩擦。坐标轴摩擦主要发生在传动装置与导轨之间，若两个坐标轴圆弧插补，在换象限之处，一轴的速度达到最大值，另一轴的速度为零时，这时的静摩擦力就会使圆弧轨迹在过象限处产生一个突出的尖角，也称为过象限误差。系统给出了两种补偿参数的方法，有MD32490决定，当MD32490=1时，为手动人工调整；MD32490=2时，为神经网络调整补偿；MD32490=0时，摩擦补偿无。在机床设备调试现场大多采用人工调整的方式，当MD32490=1时，为手动人工调整，设置摩擦补偿有效MD32500=1、自适应摩擦补偿无效MD32510=0，那麽补偿值与加速度无关；设置MD32500=1、MD32510=1，则补偿值与加速度有关。在实际补偿过程中，先与加速度无关补偿，若圆弧轨迹因摩擦力造成尖角误差，即使有所改善但是达不到理想效果就必须采用与加速度有关的补偿方法，可做较精细的调整。具体要调整的参数有MD32520、MD32540、MD32530、MD32550、MD32560、MD32570。