西门子840D数控系统下垂补偿功能的应用

　　由于机床丝杠在制造、安装和调整等方面的误差，以及磨损等原因，造成机械正反向传动误差的不一致，导致零件加工精度不稳定。因此必须定期对机床坐标精度进行补偿，必要时要做双向坐标补偿，以达到坐标正反向运动误差的一致性。

一、西门子840D数控系统的补偿功能

　　西门子840D数控系统提供了多种补偿功能，供机床精度调整时选用。这些功能有：①温度补偿。②反向间隙补偿。③插补补偿，分为：螺距误差、测量系统误差补偿和下垂补偿（横梁下垂和工作台倾斜的多维交叉误差补偿）。④动态前馈控制（又称跟随误差补偿)。包括速度前馈控制和转矩前馈控制。⑤象限误差补偿（又称摩擦力补偿）。分为：常规（静态）象限误差补偿和神经网络（动态）象限误差补偿。⑥漂移补偿。⑦电子重量平衡补偿。

　　在西门子840D功能说明样本和资料中所列的众多补偿功能中，都没有明确指出该系统具有双向螺距误差补偿功能。但是在下垂补偿功能的描述中却指出，下垂补偿功能具有方向性。这样，如果下垂误差补偿功能，在基准轴和补偿轴定义为同一根轴时，就可能对该轴进行双向丝杠螺距误差补偿，由此提供了一个双向螺距误差补偿的依据。

二、840D下垂补偿功能的原理

　　1．下垂误差产生的原因

　　由于镗铣头的重量或镗杆的重量，造成相关轴的位置相对于移动部件产生倾斜，也就是说，一个轴（基准轴）由于自身的重量造成下垂，相对于另一个轴（补偿轴）的绝对位置产生了变化。

　　2．840D下垂补偿功能参数的分析

　　西门子840D数控系统的补偿功能，其补偿数据不是用机床数据描述，而是以参数变量，通过零件程序形式或通用启动文件（＿INI文件）形式来表达。描述如下：

　　(1)$AN＿CEC[t，N]：插补点N的补偿值，即基准轴的每个插补点对应于补偿轴的补偿值变量参数。

　　(2)$AN＿CEC＿INPUT＿AXIS[t]：定义基准轴的名称。

　　(3)$AN＿CEC＿OUTPUT＿AXIS[t]：定义对应辛瞻值的轴名称。

　　(4)$AN＿CEC＿STEP[t]：基准轴两插补点之间的距离。

　　(5)$AN＿CEC＿MIN[t]：基准轴补偿起始位置。

　　(6)$AN＿CEC＿MAX[t]：基准轴补偿终止位置。

　　(7)$AN＿CEC＿DIRECTION[t]：定义基准轴补偿方向。其中，$AN＿CEC＿ DIRECTION[t]=0：补偿值对基准轴的两个方向都有效；$AN＿CEC＿ DIRECTION[t]=1：补偿值只对基准轴的正方向有效，其负方向无补偿值；$AN＿CEC＿DIRECTION[t]=－1：补偿值只对基准轴的负方向有效，其正方向无补偿值。

　　(8)$AN＿CEC＿IS＿MODULO[t]：基准轴的补偿表模功能。

　　(9)$AN＿CEC＿MULTes BYJABLE [t]：基准轴的补偿表的相乘。这个功能允许任一补偿表可与另一补偿表相乘或该表自身相乘。

　　3．下垂补偿功能用于螺距误差或测量系统误差补偿时的定义方法

　　根据840D资料的描述，机床的一个轴，在同一补偿表中，既可以定义为基准轴，又可以定义为补偿轴。当基准轴和补偿轴同为一个轴时，可以利用下垂补偿功能对该轴进行螺距误差或测量系统误差补偿。从补偿变量参数＄AN＿CEC-DIRECTION[t]的描述中可以看出，由于下垂补偿功能补偿值具有方向性，所以，下垂补偿功能在用于补偿螺距误差或测量系统误差时，可以理解为在坐标轴两个方向上可以分别给予补偿。一个表应用于补偿轴的运行正方向，另一个表应用于补偿同一轴的运行负方向。