由于機械電子技術的飛速發(fā)展，數(shù)控機床作為一種高精度、高效率、穩(wěn)定性強的自動化加工裝備，已經(jīng)成為機械行業(yè)必不可少的現(xiàn)代化技術裝置。數(shù)控機床的定位精度是影響其高精度性能的一個重要方面，因而也是數(shù)控機床驗收時的一個重要項目。利用數(shù)控系統(tǒng)的間隙補償功能進行調整，可以大大提高數(shù)控機床的定位精度，而電氣控制系統(tǒng)不同，其定位精度的補償方法也不盡相同。

臺達DVP-20PM是一款專用運動控制型PLC，采用高速雙CPU結構形式，利用獨立CPU處理運動控制算法，可以很好地實現(xiàn)各種運動軌跡控制、邏輯動作控制，直線/圓弧插補控制等。

一般機床在出廠前都有各項性能指標的測定過程，如利用激光干涉儀測定出相關參數(shù)。當然也可以通過百分表、千分表或者扭簧表等簡易設備進行現(xiàn)場測試，定出反向間隙的參考值。簡單地測試是否存在反向間隙的方法：從起點 A 開始，沿虛線空程運動到B 點，然后以B 點為起點切割一個整圓，如果B 點處存在封口不重合，可判斷X 軸機械傳動存在反向間隙。用20PM編寫一個測試程序如圖2和圖3。

啟動運動程序OX1，OX1里編寫兩個指令，一個正向行走，然后畫個整圓。

 

下面是用軟件監(jiān)控，反映實際走的圖形，反映的是坐標位置。從A點出發(fā)，到B點，然后從B點走個整圓到C點，在X軸沒有間隙的情況下，實際機械加工B點與C點完全重合，有間隙的情況下，會出現(xiàn)不能封口的現(xiàn)象。

 

在上面的測試中,初始狀態(tài)X軸間隙為0。中間X軸僅僅反向一次，所以能夠反映實際間隙。同樣的運動對于Y軸，則反映不出間隙。

反向間隙是從正向到反向或者由反向到正向的換向過程產(chǎn)生的，無論正向反向還是反向正向，對間隙的影響是相當?shù)摹�對于剛才這個測試初始狀態(tài)Y軸間隙為0，中間運動過程Y軸反向二次，在兩次過程中其正向到反向間隙和反向到正向間隙抵消，所以即使曲線閉合，也不能說明沒有誤差，只不過誤差反映在整個形狀。

如果需要測試Y軸誤差，同樣可設置一個程序，讓在初始狀態(tài)歸完原點的情況下，Y軸正向直走一距離，然后劃一整圓。程序如圖5。

 

X軸D1817，Y軸D1897，Z軸D2077。

需要注意的是這里的補償值是以脈沖為單位，且為單字。最大補償為+/-30000個脈沖。補償原理是：各軸在歸完原點后處于初始狀態(tài)。20PM內部會檢測任意一次換向，20PM內部會在換向之后，先行走補償脈沖，然后按目標值執(zhí)行。但是需要注意的是這個補償值，在觀察當前坐標位置D1848，D1928，D2008里體現(xiàn)不了。可以通過觀察伺服，或步進驅動實際接受脈沖來觀察換向補償?shù)奈恢茫�或者把輸出接到高速計�?shù)觀察。

MOVC		設定直線位移補償
CNTC		圓弧圓心補償

 

通過MOVC指令補償間隙的好處是應用比較靈活，可在程序里任意位置插入直線補償。缺點是換向時需要自己判斷寫入。CNTC圓弧的圓心補償，可針對實際測出誤差，直接修改相應參數(shù)，還可以在有些刀具磨損應用中起作用，下面通過程序介紹應用指令實現(xiàn)直線補償及圓弧圓心補償?shù)姆椒ā�圖7中程序實現(xiàn)了正向補償，反向不補償?shù)墓δ堋?/span>

 

圖8中程序實現(xiàn)了對圓心的補償功能。其運行軌跡示意圖如圖9，圓（1）為未補償前所畫的圓弧圓（2）為補償X軸所畫出來的圓弧，圓（3）為補償Y軸所畫出來的圓弧，圓（4）為補償X，Y軸所畫出的圓弧。

20PM的間隙補償、圓弧圓心補償功能滿足了客戶對于磨床等精密系統(tǒng)應用的要求。

 

 

余強，男，出生于1969 年 12 月，畢業(yè)于安徽機電學院電氣工程系工業(yè)自動化專業(yè)，曾就職于信息產(chǎn)業(yè)部第八研究所和科大創(chuàng)新股份有限公司自動化分公司工程部，現(xiàn)就職于中達電通股份有限股份有限公司PLC產(chǎn)品開發(fā)處，主要專注于PLC在自動化的高端運用，包括各類機械設備的精密運動控制及工程項目的過程控制的研究與市場開發(fā)。