海德汉iTNC530 数控系统反向间隙补偿方法

优胜编程龚老师

海德汉iTNC530 数控系统反向间隙补偿方法：




数控机床各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机)的反向死区、各机械传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。反向间隙可以通过机械进行调整，但很难完全消除传动系统中的反向间隙。因此可以利用数控系统提供的反向间隙补偿功能对误差进行补偿。以下就以海德汉iTNC530系统为例，简单介绍下反向间隙的参数补偿方法。

半闭环和全闭环控制是数控系统最常见的两种位置控制方式，海德汉 iTNC530针对这两种位置控制方式，提供不同的补偿方法。

一、半闭环控制的反向间隙补偿方法

数控机床位置控制采用半闭环控制系统，检测原件多为测速发电机，电机编码器等。反向间隙值为机床换向运动时旋转编码器反馈值和机床移动距离的偏差。根据编码器不同的安装方式，偏差值包括正偏差和负偏差

正偏差：机床移动距离滞后于编码器反馈值

负偏差：编码器反馈值滞后于机床移动距离

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a）正反向间隙值

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b）负反向间隙值

对于半闭环控制，iTNC530提供两个参数用于机床各轴反向间隙补偿：

参数MP710.x：反向间隙补偿值（x代表机床各个轴）
参数MP709.x:  反向间隙补偿的时间常量

反向补偿值可以通过使用百分表或千分表多点测量，在坐标轴的若干位置测量出反向间隙，然后计算平均值。当然最准确的方式是采用激光干涉仪自动测得。将测得的各轴反向间隙值补偿到参数MP710.x中。每次换向移动时，数控系统会根据该轴的反向间隙补偿值，对坐标位移值进行修正、补偿。机床的动态特性影响着反向间隙的补偿设定时间，如果机床的传动刚性不是很好的话（比如使用较小直径的滚珠丝杠），为了补偿反转点的弹性变形，系统通过参数MP709.x设定移动反向间隙补偿值的时间。可根据机床不同的动态特性，来设定相应的时间值。机床动态特性越好，MP709.x参数值越小。


二、全闭环控制的反向间隙补偿方法

全闭环控制通过线性或角度编码器作为位置反馈元件，直接检测坐标轴的位移。从理论上来说，应该消除了传动环节上的误差，但是在换向过程中，机床经过了减速然后反向加速的过程，由于传动部件静摩擦力的影响，使得机床移动滞后于伺服电机，尤其在大型机床上滞后比较明显，圆周运动的反向尖点也由此产生。iTNC530系统能通过参数补偿电机和工作台之间的反向偏差值。对于全闭环控制，iTNC530提供以下两个参数用于机床各轴反向间隙补偿：

参数MP750.x: 反向间隙值

参数MP752.x：反向间隙的补偿时间

一台机床X、Y轴循圆测试结果所示(X、Y均为全闭环控制)，以X轴为例，根据测量结果，分别设置参数MP750.0:0.03mm, 参数MP752.0：10ms。每次X轴换向时，系统会输出一时间长度10ms的速度指令，对应的进给速度是180mm/min（0.03mm÷10ms=180mm/min），消除传动环节摩擦力的影响。重新测试，X轴反向尖点明显缩小。使用同样的方法对Y轴进行补偿，获得了较佳的效果。


三、小结

机床反向间隙的测量方法都大同小异。但是不同的数控系统，反向间隙参数补偿方法有所区别。在国内应用较广的发那科和西门子数控系统，同样提供了反向间隙参数补偿方法。发那科系统通过轴参数1851和1852分别补偿切削进给方式和快速进给方式下的反向间隙。而西门子系统只提供了一个轴参数32450来补偿机床反向间隙。相比以上两种系统，海德汉系统提供的反向间隙参数补偿方法更全面。通过使用该方法，减少了反向间隙对机床加工精度的影响，大大提高了机床的加工精度。

小军

龚老师能分享海德汉DMU 50 iTNC530的后处理吗？先谢谢啦！