淺談840DSL動態懸垂補償

（齊重數控裝備股份有限公司 科研試驗室，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

淺談840DSL動態懸垂補償

劉海龍

（齊重數控裝備股份有限公司 科研試驗室，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

本文介紹了西門子840D數控系統的補償功能及其原理，并對該型產品的應用實例進行了研究。

動態懸垂補償；立柱變形；雙向螺距誤差補償

一、西門子840D數控系統的補償功能

西門子840D數控系統有多種補償功能，進行數控機床精度調整時能有效實現補償功能，一般包括溫度補償、插補補償。該系統可進行跟隨誤差補償，包括速度前饋控制以及扭矩的補償控制。對于由于摩擦引發的誤差，該系統能進行靜態象限誤差補償和動態象限誤差補償兩種補償。雖然該系統功能樣本和使用說明等內容中列出的補償功能，這些資料沒有明確包含雙向螺距誤差補償功能。該系統指出下垂功能有一定方向性，將基準軸和補償軸相重合可以實現雙向絲杠螺距誤差補償。下垂功能方向性為實現雙向螺距誤差補償提供可能。

二、840D下垂補償功能的原理

1 下垂誤差產生的原因

數控系統進行銑削和鏜削時由于刀具重力作用，使機床軸的位置相對于移動部件產生傾斜。數控機床主軸由于自身重力作用產生下垂，這樣別的軸與主軸間相對位置發生變化。

2 840D下垂補償功能參數的分析：

西門子840D數控系統提供的補償功能實現不能使用機床數據實現，需要通過中間的參數變量進行描述。通過對零件的成文文件或者常用的啟動文件可以實現補償功能。

3 下垂補償功能用于螺距誤差或測量系統誤差補償時的定義方法

西門子840D數控系統的基本資料可知，數控機床主軸在同一個補償列表中，既是基準軸又是補償軸。因此，同一軸既可以級基準軸和補償軸于一體，實現下垂補償功能。使用數控系統對該軸進行螺距誤差補償。從補償變量參數＄AN_ CEC_DIRECTION[t]描述中看出，由于下垂補償功能補償值具有方向性，所以下垂補償功能在用于螺距誤差或測量系統誤差時，可理解為在坐標軸兩個方向上分別補償。一個表應用于補償軸的運行正方向，另一表應用于補償同一軸運行負方向。

三、應用實例

齊重數控是生產大型立車的機床廠，主要產品有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40多米，由于立柱過高，導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，這時正常懸垂補償已不能滿足要求，這種情況下動態懸垂補償就能解決該問題。

我公司的立式車床SVT2200，加工直徑達22米，加工高度30多米，橫梁升高時立柱產生形變，主要機械結構如圖 1。

圖1

調試步驟

（1）參數設定

19300=FH；18342[0]-18342[t]（t是表格序號）=30 補償點數等于30個；此時系統會重新分配內存，所以先備份好NC參數，再NC上電復位，然后用備份好的參數進行參數恢復；32710激活補償表；32720補償表單個點補償的總和的極限值，出口型補償值1mm，非出口型補償值10mm；41300下垂補償賦值表有效；41310 下垂補償值表的加權因子。

（2）PLC程序編制

將V65版 本 的FB600，DB120復制到目標程序，然后在OB1中調用FB600，DB600。

（3）將補償數據分別填入不同的補償表中，觀察診斷畫面sag值會有變化。

補償表參數設定：＄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]設定基準軸；$AN_ CEC_OUTPUT_AXIS[0]設定補償軸軸；$AN_CEC_INPUT_AXIS[0]設定基準軸；$AN_CEC_STEP[0]設定補償步距；$AN_ CEC_MIN[0]設定補償最小點；$AN_ CEC_MAX[0]設定補償最大點；$AN_ CEC_DIRECTION[0]設定補償方向，默認0正方向；$AN_CEC_MULT_BY_ TABLE[0]設定補償相乘表；$AN_CEC_ IS_MODULD[0]設定補償表模功能，然后再填入橫梁啟動start和橫梁檔位開關信號SQ_H1～SQ_Hn，將修改好的程序載入NCU中，NC復位，然后按下橫梁啟動按鈕，不會根據不同的開關信號激活不同的補償表，來實現不同高度不同的懸垂補償值的變化，這時41300會有變化。

（4）故障分析

1）懸垂補償數據錯誤，檢查懸垂補償數據表，查看懸垂補償最大值與最小值是否填錯，而且懸垂補償數據必須呈線性變化，否則會出現軸抖動現象。2）懸垂補償數據不生效，檢查32710是否等于1，檢查41300是否等于1。3）不能建立懸垂補償數據表，系統NC總清，生效數據中重新生成懸垂補償數據表。4）橫梁升降停止后，懸垂補償數據不生效，檢查橫梁分級定位檢測開關是否損壞，PLC分級定位檢測開關地址是否正確。5）不能自動執行懸垂補償數據表，檢查PLC與NC通訊數據塊是否通訊，如果PLC與NC通訊正常，檢查變量地址，PLC與NC側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，否則會出現通訊混亂現象。6）懸垂補償效果不好，主要原因是立柱變形呈S型，需要多加橫梁分級定位開關，補償步距需要縮短，兩個分級定位開關間盡量減少或避免S型。

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

TG65 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：B

B