Компенсация ошибок оси ITNC530

Компенсация ошибок оси ITNC530

Этот документ является техническим руководством от сентября 2006 года, предоставленным компанией HEIDENHAIN для их системы iTNC 530 и описывает различные методы компенсации ошибок осей в станках с ЧПУ.

Компенсация ошибки оси

iTNC может компенсировать следующие механические ошибки оси:
- Зазор
- Линейные ошибки оси
- Нелинейные ошибки оси
- Тепловое расширение
- Всплески при смене направления во время круговых движений
- Скольжение при трении

Для каждой оси вы можете активировать либо линейную, либо нелинейную компенсацию ошибок оси. Все остальные виды компенсации не исключительные.

Компенсация люфта

Причина вне контурной обратной связи
Во время изменения направления оси часто возникает небольшой люфт между роторным энкодером и столом. Этот люфт называется зазором.

Положительный зазор: показания роторного энкодера опережают стол. Перемещение стола слишком короткое.
Отрицательный зазор: показания роторного энкодера отстают от стола. Перемещение стола слишком длинное.

Компенсация ошибок оси ITNC530

Компенсация:
Введите значение зазора в MP710.x.
В MP709.x введите время, за которое должно быть пройдено расстояние для компенсации.
Значение зазора добавляется к значению позиции при каждом изменении направления (даже если это происходит в результате компенсации нелинейной ошибки оси, например) и корректируется контроллером позиционирования. Значение коэффициента Kv, таким образом, влияет на время установки для компенсации зазора.

В особых случаях, таких как длинные винты с узкими диаметрами, дополнительное напряжение в системе может привести к нежелательным динамическим побочным эффектам. Чтобы компенсировать это напряжение в точке изменения направления, введите в MP709.x время, за которое должно быть пройдено расстояние для компенсации (из MP710.x).

Компенсация ошибок оси ITNC530

Компенсация люфта MP710.x
Ввод: от –1.0000 до +1.0000 [мм] или [°]
MP709.x Постоянная времени для компенсации люфта
Ввод: 0: Предыдущее поведение MP710.x
1 до 1000 [мс]

Если движение оси измеряется с помощью линейного энкодера, iTNC может компенсировать люфт между мотором и столом. В то же время компенсируются всплески при изменении направления во время круговых движений: параметры машины MP711 до MP716 для "Компенсации всплесков при изменении направления" не нужны.

Компенсация ошибок оси ITNC530

Компенсация:
- Введите ошибку изменения направления в миллиметрах в MP750.x.
- Введите время, за которое должно быть пройдено расстояние для компенсации, в MP752.x.

MP750.x Люфт в осях с 1 по 9
Ввод: от –1.0000 до +1.0000 [мм] или [°]
MP752.x Время компенсации ошибки реверса
Ввод: 0 до 1000 [мс]

Пример:
MP750.x: 0.03 мм
MP752.x: 15 мс
Для каждого изменения направления номинальный сигнал команды скорости подается на 15 мс, что соответствует скорости подачи 120 мм/мин:

Компенсация ошибок оси ITNC530

Компенсация ошибок линейных осей.

примечание: Компенсация ошибок линейных осей не доступна для вращательных осей.

Для каждой линейной оси вы можете скомпенсировать ошибку линейной оси.
Положительная ошибка линейной оси: стол перемещается слишком далеко.
Отрицательная ошибка линейной оси: стол перемещается недостаточно далеко.

Компенсация ошибок оси ITNC530

 

Компенсация:
- В MP720 введите значение ошибки оси в [мм/м].
- В MP730 активируйте компенсацию ошибки линейной оси.
MP720.x Компенсация ошибки линейной оси
Ввод: от –1.000 до +1.000 [мм/м]
MP730 Выбор компенсации ошибки линейной/нелинейной оси
Формат: %xxxxxxxxxxxxxx
Ввод: Биты 0 до 13 представляют оси с 1 по 14
0: Компенсация ошибки линейной оси
1: Компенсация ошибки нелинейной оси

Компенсация ошибки нелинейной оси.

Ошибки в геометрии станка (например, ошибка одной оси, вызванная провисанием другой оси) или внешние воздействия (например, температура) могут вызывать нелинейные ошибки осей. Эти графики показывают типичные нелинейные ошибки осей:

Компенсация ошибок оси ITNC530

 

 

Лучший способ измерить нелинейную ошибку оси - это использовать измерительную систему на основе компаратора, такую как HEIDENHAIN VM 101.

примечание: iTNC может одновременно компенсировать ошибку шага винта и провисание оси.

Компенсация нелинейной ошибки оси также эффективна для разомкнутого контура. В этом случае значение компенсации корректируется при замыкании контура управления.

Следующий график показывает зависимость ошибки провисания оси от Y (Z = f(Y)):

Компенсация ошибок оси ITNC530

Ввод трассировки ошибки.:

Для ввода трассировки ошибки в iTNC:
1. Выявите трассировку ошибок с помощью компараторной измерительной системы.

2. Чтобы создать таблицу компенсационных значений: нажмите кнопку MOD и введите кодовый номер 807667; для каждой оси, которую нужно компенсировать, используйте менеджер программ для создания таблицы компенсационных значений с именем *.COM.

3. Используя программные кнопки (например, 1 OFF/ON), активируйте колонки в таблице компенсационных значений только для тех осей, позиции которых влияют на ошибку компенсируемой оси.

4. Начните ввод с программной кнопки ВХОД В СТРОКУ: Введите данные для компенсационных значений на расстоянии от исходной точки машины (MP960.x).

5. Введите значение для шага точек компенсации как степень двойки. Вводимое значение составляет ±999.9999.

6. Выйдите из заголовка, нажав END.

7. С прграммной кнопкой ДОБАВИТЬ N СТРОК, введите количество точек компенсации:
   - До 360 строк
   - Максимум 24 колонки во всех активных таблицах компенсационных значений
   - Общий максимум 24⋅360 = 8640 компенсационных точек.

8. Для введения значений компенсации: введите только точки излома кривой ошибки. iTNC интерполирует линейно между точками излома.

Если для отрицательного направления перемещения должен быть использован другой файл *.COM,
то имя файла должно оканчиваться знаком минус (–). Разница между двумя направлением-чувствительными таблицами компенсационных значений корректируется немедленно при
смене направления движения.
Пример:
Запись в файле *.CMA: Axis_X. Будет использоваться таблица компенсационных значений Axis_X.COM.
Если существует таблица компенсационных значений Axis_X–.COM, она будет использоваться для
отрицательного направления перемещения.

Следующие зависимости применимы для осей 2 = Y и 3 = Z:
- Ошибка шага винта подачи в Z и Y: Z = F(Z) и Y = F(Y)
- Прогиб оси Z в зависимости от Y
- Диапазон перемещения: Z = 800 мм, Y = 500 мм
- Базовая точка компенсационных значений: Z = –200 мм, Y = –90 мм
- Желаемый интервал компенсационных точек: 7 мм
Количество компенсационных точек:
500 мм / 7 мм = 71 Компенсационные точки в Y
Компенсационные точки в Y
800 мм / 7 мм = 114 Компенсационные точки в Z

Компенсация ошибок оси ITNC530

Активируйте компенсацию ошибок.

Для нелинейной коррекции ошибок осей необходимо установить соответствующий параметр машины, а таблицу значений компенсации зарегистрировать в файле конфигурации:

1. Активируйте коррекцию нелинейной ошибки осей для каждой оси с помощью MP730.

2. Для создания файла конфигурации нажмите клавишу MOD и введите код 807667; с помощью менеджера программ создайте файл конфигурации с расширением CMA.

3.Используйте программные клавиши (например, 1 OFF/ON), чтобы активировать колонки для осей, для которых вы создали таблицы значений компенсации.

4. Введите таблицу значений компенсации: Вы можете назначить более одной таблицы значений компенсации на каждую ось; однако, в один момент времени может быть активна только одна таблица. Введите имена файлов таблиц значений компенсации в соответствующие строки. Активную строку можно выбрать либо с помощью программной клавиши ACTIVATE LINE, либо с помощью Модуля 9095. С помощью Модуля 9035 можно запросить активную строку.

5. Введите полное имя файла конфигурации типа *.CMA в системный файл OEM.SYS с помощью команды TABCMA =.command

Пример:

Внесение в конфигурационный файл для оси 2 = Y и оси 3 = Z:
Таблицы значений компенсации, действительные при 20 °C = Y.COM и Z.COM
Таблицы значений компенсации, действительные при 35 °C = YT.COM и ZT.COM

Компенсация ошибок оси ITNC530

Выбор линейной или нелинейной компенсации ошибок оси MP730

Формат: %xxxxxxxxxxxxxx

Ввод: Биты 0-13 представляют оси 1-14

0: Компенсация линейных ошибок оси

1: Компенсация нелинейных ошибок оси

Модуль 9095 Выбор активной линии в конфигурационном файле

Вызов:

PS B/W/D/K <Строка активации>

CM 9095 PL B/W/D <Код ошибки>

0: Нет ошибки

1: Введенная строка не существует

2: Таблица значений компенсации не существует

3: Таблица значений компенсации больше 256 записей

4: Превышено максимальное общее количество точек компенсации

5: Слишком много таблиц значений компенсации

6: CMA-файл не существует

7: Вызов не был выполнен из задачи отправки

8: Вызов во время работы программы без строба

10: CMA-файл защищен

Модуль 9035 Чтение статуса информации

Вызов:

PS B/W/D/K  <19> 

СМ 9035

PL B/W/D <Номер активной линии>

                   0: Номер линии

                   –1: CMA-файл неактивен

 

Распознавание ошибок:

Marker Value Значение
M4203 0 No error
  1 Error code in W1022
W1022 1 Информация недействительна
  22 Вызов не был в задании на отправку или запуск

 

Поворотная ось — особый случай для поворотной оси

Для вращающейся оси будут эффективными только значения компенсации для углов от 0° до +60° относительно машинной координаты. Следовательно, опорная точка для нелинейной компенсации должна находиться в пределах от 0° до +360°. Чтобы скомпенсировать полный круг, установите опорное значение компенсации в соответствие с машинной координатой.

Пример: Вращающаяся ось от –180° до +180°

Вращающаяся ось: 0 ... +180 ... –179 ... –1 ... 0

Соответствующий угол для значений компенсации: 0 ... +180 ... +181 ... +359 ... 0

Компенсация термического расширения.

Для компенсации термического расширения необходимы точные измерения теплового поведения станка в зависимости от температуры (например, центра расширения оси и величины расширения).
Температуры, измеренные термисторами Pt 100, сохраняются в словах PLC W486 по W490. Поскольку термическое расширение осей в значительной степени пропорционально температуре, можно напрямую определить величину расширения, умножив значение температуры на определенный коэффициент.

Компенсация:
1. Передайте расстояние, которое нужно скомпенсировать в модуль 9231. В то же время, "следование по отставанию" становится активным. Это означает, что фактическое положение смещается на определенное значение за каждый цикл PLC до полной компенсации.

2. В MP4070 введите значение для смещения за один цикл PLC.

Для координатных осей компенсационное значение должно быть передано отдельно для каждой оси. Компенсация нагрева при использовании наклонных осей определяется через машинные параметры или таблицу кинематики. См. "Компенсация температуры с наклонными осями" на странице 116. Фактическое значение отображения не изменяется во время компенсации. В качестве альтернативы для осей с 1 по 5 вы можете ввести значение для исправления в W576 по W584.

Сумма компенсации MP4070 на каждый цикл ПЛК для компенсации ошибки отслеживания с задержкой

Ввод: от 0.0001 до 0.5000 [мм]

 

 

    Установить (Set)     Сбросить(Reset)
W486 - 490 Вход температуры на X48 [0.5 °C] Входы 1 до 3 NC NC
W576 - 584 Компенсация ошибки оси отслеживания с задержкой. Для осей с 1 по 5 Ввод: от –32 768 до +32 767 [1/10 мкм] PLC PLC

                                                        

Модуль 9231 Компенсация теплового расширения

С помощью модуля 9231 тепловое расширение может быть скомпенсировано путем передачи номера оси и значения компенсации.
Вызов:
PS B/W/D/K <Ось>
Оси 0 по 8
PS B/W/D/K <Значение компенсации>
Диапазон: –30000 до +30000 [1/10 µм]
CM 9231

Распознавание ошибок:

Marker Значение Описание
M4203

0

1

нет ошибки

ошибка кода W1022

W1022

1

2

24

Недопустимый номер оси

Недопустимое значение компенсации

Модуль был вызван в задаче spawn или submit

 

Компенсация всплесков обратного хода при круговом обходе

Статическое трение в подшипниках оси при круговом движении может привести к пиковым обратным скачкам при переходах через квадранты. Используя сетку энкодера HEIDENHAIN KGM и программное обеспечение для оценки ACCOM, вы можете измерить величину и продолжительность этих скачков.

Компенсация ошибок оси ITNC530

Расчёт:

Продолжительность обратного скачка

Компенсация ошибок оси ITNC530

Ширина пика составляет [°], отображается на диаграмме. Скорость подачи [мм/мин] - это запрограммированная скорость движения инструмента по траектории. Компенсация за время одного цикла управления:

Компенсация ошибок оси ITNC530

Значение компенсации вводится в MP712.x.

Компенсация цифровых осей

Вы должны компенсировать трение в диапазоне контроллера скорости (от MP2610.x до MP2620.x). Не компенсируйте с помощью MP711.x по MP716.x. Смотрите "Компенсация скольжения трения (только для цифровых осей)" на странице 6-53. 

Для аналоговых осей:
Если вы компенсировали зазор с MP750.x, то не должно быть больше обратных скачков. Если они есть, скомпенсируйте их с помощью MP711.x по MP716.x.

Компенсация:
- В MP711.x введите высоту пика.
- В MP712.x введите величину обратного скачка, которая должна быть скомпенсирована за каждый цикл управления (см. "Расчет" выше).

Если компенсация не имеет эффекта, это может быть связано с тем, что динамические характеристики станка недостаточно сильные. Вы можете выборочно увеличить точность контура, используя более высокий коэффициент kv фактора.
С помощью функции M105 вы можете переключиться на второй набор коэффициентов kv фактора: Таким образом, второй набор параметров станка становится активным для компенсации обратных скачков (MP715.x и MP716.x). M106 сбрасывает M105.

1. Активируйте функции M105/M106 с помощью MP7440, бит 3.
2. В MP715.x введите высоту пика.
3. В MP716.x введите количество обратного скачка, которое должно быть скомпенсировано за каждый цикл управления (см. "Расчет" выше)

MP7440:                      Вывод функций M
Формат:                       %xxxxx
Вход:                         Бит 3 – переключение коэффициентов kv                                              фактора с помощью M105/M106
                                     0: Функция не активна
                                     1: Функция активна

MP715.x Высота пиков во время кругового движения (только для аналоговых осей) с M105
Ввод:                           -1.0000 до +1.0000 [мм] (цифровой: 0)

MP716.x Значение компенсации за время одного цикла управления с M105
Ввод:                           0.000 000 до 99.999 999 [мм] (цифровой: 0)

Компенсация статического трения

На направляющих с высоким статическим трением (трением скольжения-скольжения) при работе с управлением по скорости может возникнуть ошибка отслеживания при низких скоростях подачи. Эту ошибку можно компенсировать с помощью iTNC. Вы можете измерить ошибку отслеживания, например, используя встроенный осциллограф iTNC.

Компенсация статического трения работает только при управлении по скорости. Если он также должен работать в ручных режимах работы, необходимо активировать управление по скорости в каждой оси с помощью MP1391.x для ручной работы.

Вычисления:  

Для компенсации статического трения выводится дополнительная номинальная скорость, значение которой Fzus вычисляется из коэффициента компенсации статического трения:

Компенсация ошибок оси ITNC530


Понравилась статья, поделись ей.

Автор

Евгений

Евгений

Инженер-электроник, занимаюсь ремонтом электроники с 1996 года.


Похожие записи


Комментарии (0)