本文來源：三菱電機(jī)自動化中國微信公眾號

滾珠絲桿是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵傳動和定位部件，屬于細(xì)長軸類零件，使用過程中由于運(yùn)動時的摩擦生熱及周圍環(huán)境熱源等因素影響很容易產(chǎn)生熱膨脹變形。在半閉環(huán)控制的機(jī)床中，絲桿熱膨脹將造成機(jī)床最終機(jī)械定位偏差，因此需要數(shù)控系統(tǒng)對其進(jìn)行補(bǔ)償。

一、功能概要

本功能是補(bǔ)償由滾珠絲桿熱膨脹引起的軸進(jìn)給誤差的功能。

如圖1所示，在設(shè)定的機(jī)械誤差補(bǔ)償區(qū)域（mdvno~pdvno）內(nèi)設(shè)置偏置量（offset）和最大補(bǔ)償量（maxcmp），以此兩點(diǎn)為終點(diǎn)求得補(bǔ)償直線進(jìn)行平滑補(bǔ)償。

圖 1

二、絲桿熱補(bǔ)償與螺距補(bǔ)償?shù)年P(guān)系

如圖2所示，滾珠絲桿熱補(bǔ)償和螺距補(bǔ)償（機(jī)械誤差補(bǔ)償）可以一起使用，效果相互疊加。熱補(bǔ)償與螺距補(bǔ)償一樣，需要建立在參考點(diǎn)之上(電氣原點(diǎn))，通過指定最負(fù)側(cè)的補(bǔ)償量及最正側(cè)的補(bǔ)償量，由系統(tǒng)自動計算各個位置的補(bǔ)償量，它的補(bǔ)償是線性的。

圖 2

三、絲桿熱膨脹補(bǔ)償區(qū)域的設(shè)定

圖3為機(jī)械誤差補(bǔ)償界面；螺距補(bǔ)償區(qū)域在#4004設(shè)置的最負(fù)端分割點(diǎn)(mdvno)和#4005設(shè)置的最正端分割點(diǎn)(pdvno)內(nèi)，而絲桿熱補(bǔ)償區(qū)域與螺距補(bǔ)償區(qū)域是一致的。

圖 3

四、熱補(bǔ)償方法

通過PLC向熱補(bǔ)償相關(guān)R寄存器寫入補(bǔ)償數(shù)據(jù)，告知系統(tǒng)補(bǔ)償量(表1為熱補(bǔ)償相關(guān)R寄存器)。

表 1

01. 系統(tǒng)、軸號(raxno)

如圖4，R402的Bit0是打開熱補(bǔ)償?shù)拈_關(guān)，Bit1-Bit7用于指定補(bǔ)償軸號。

圖 4

02. 偏置量(offset)

使用梯形圖在熱補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)設(shè)定最負(fù)側(cè)(mdvno位置)的補(bǔ)償量。設(shè)定范圍為-32768～32767（H8000～H7FFF）。

03. 最大補(bǔ)償量(maxcmp)

使用梯形圖在熱補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)設(shè)定最正側(cè)(pdvno位置)的補(bǔ)償量，此補(bǔ)償量是以offset位置為基準(zhǔn)的值。設(shè)定范圍為-32768～32767（H8000～H7FFF）。

04. 補(bǔ)償量(legcmp)

根據(jù)補(bǔ)償直線算得的當(dāng)前位置補(bǔ)償量。

五、PLC編程例及熱補(bǔ)償效果監(jiān)測

01. 簡易編寫下圖5所示PLC程序進(jìn)行測試

圖 5

02. 熱補(bǔ)償效果監(jiān)測

如圖6、圖7所示，分別將#18001(偏置量offset)、#18002(最大補(bǔ)償量maxcmp)設(shè)置為-5、6和-10、12（不同的熱補(bǔ)償直線）；查看驅(qū)動器監(jiān)視界面“機(jī)械位置”與“機(jī)械側(cè)反饋”的偏差情況，該偏差即是熱補(bǔ)償所致；當(dāng)設(shè)置不同offset和maxcmp值時，在同一位置的熱補(bǔ)償量不同（如圖8、圖9所示）。

圖 6

圖 7

圖 8

圖 9

總結(jié)

絲桿熱補(bǔ)償功能為通過PLC向熱補(bǔ)償相關(guān)R寄存器寫入補(bǔ)償數(shù)據(jù)，系統(tǒng)以此確定補(bǔ)償直線對機(jī)械絲桿熱膨脹誤差進(jìn)行補(bǔ)償。該功能對機(jī)械熱伸長造成的加工精度不良等問題有一定的改善效果。

功能應(yīng)用注意事項(xiàng)：

①pdvno的設(shè)定值要大于mdvno的設(shè)定值，當(dāng)小于mdvno時，本功能無效；

②機(jī)械位置在補(bǔ)償區(qū)域外時，按照偏置量(負(fù)側(cè))、最大補(bǔ)償量(正側(cè))進(jìn)行補(bǔ)償；

③本功能僅對第1參考點(diǎn)有效，對第2～4參考點(diǎn)無效。