基于SIEMENS數控系統的機床綜合誤差實時補償方法研究*

肖 曉，張 聘，魏亞飛，汪 建，連成哲，葉文華

（1.航空工業濟南特種結構研究所，濟南 250023；2.南京航空航天大學機電學院，南京 210016）

誤差補償技術可以有效且經濟地提高數控機床的加工精度[1]。數控機床的誤差補償通常可分為以下步驟[2]：誤差源的分析和檢測、誤差數學模型的建立、誤差元素的辨識和建模、誤差計算與補償。其中，誤差補償是通過刀具或工件在空間誤差的逆方向產生一定的位移實現，是誤差補償技術的最終環節。

誤差實時補償方法主要分為反饋中斷法和原點平移法[3]。反饋中斷法的實現是將誤差的相位信號插入伺服系統的反饋環中，但插入相位信號比較復雜，所以該方法使用較少。原點平移法將誤差補償值發送至CNC 控制器，在加工過程中實時地將控制系統的參考原點向誤差反向平移，因其不影響坐標值和加工程序的優點，獲得了大量使用。如吳昊[4]針對雙主軸立式車床AC–300，以外接計算機為處理器搭建軟硬件平臺，通過I/O 口將誤差補償值發送至數控系統CNC 控制器，實現切削力誤差的實時補償；姜輝[5]針對FANUC 0i 數控系統，自行研制的基于單片機的誤差補償器，與CNC 系統進行實時數據交互，基于外部坐標原點偏移功能實現機床幾何誤差與熱誤差的實時補償；胡勝海等[6]針對數控火焰切割機提出一種在線修正加工誤差的實時補償方法，根據加工誤差綜合預測模型，建立動態補償策略，在原有加工過程中較小干擾的前提下進行補償運動。……