摘要：介绍数控系统交叉补偿功能在提高数控龙门镗铣床横梁定位精度方面的应用。

    
      0 、引言

     在数控龙门镗铣床中，影响横梁定位精度主要有两方面因素：横梁的挠度；横梁的倾斜。解决好这两个问题，即可提高机床整体的数控精度，也可以更好地满足用户零件精加工的要求。所以，在数控龙门镗铣床中，横梁补偿是提高整机数控精度的关键措施。本机床的各项进给轴均为全闭环控制。

      1 、影响横梁定位精度的因素及补偿措施

      数控动梁龙门镗铣床横梁由两个双驱同步电机来驱动，分别是W1轴、W2轴，为滚珠丝杠形式，其基本结构如图1 所示。

        
  
       图1 数控动梁龙门镗铣床基本结构

       1.1 横梁的挠度

       横梁自身的重量加上主轴箱的重量会使横梁产生一定的挠度变化，另外，挠度也随主轴箱在横梁的位置（Y 向）而变化，以及在主轴箱安装不同附件时随附件的重量而变化。可以根据主轴箱在横梁的位置（Y向），通过提升滑枕（Z 向）来补偿横梁的挠度变化，两者之间的关系为：
  

     1.2 横梁的倾斜

     主轴箱在横梁中心位置时横梁是水平的， 当主轴箱沿横梁（Y 向）移动偏离横梁中心位置时会使横梁（W1、W2向）产生倾斜，其倾斜程度会随主轴箱在横梁上的位置而变化，越是靠近横梁的一端，横梁倾斜越严重，从而造成铣削平面的倾斜，最终导致加工工件的水平面与工作台基准面的平行度超出允许范围。主轴箱安装不同附件时， 横梁倾斜程度也会随附件的重量而变化， 即W1、W2轴的误差随Y轴位置而变化，并且与附件重量呈正比，可用下式表达：

      2、 横梁定位精度补偿的方法及步骤

      西门子840D 数控系统独特的交叉补偿功能可以解决上述问题。840D 数控系统具备丰富的坐标轴补偿功能，可以实现机械传动的间隙补偿、横梁挠度补偿、圆弧运动过象限补偿、螺距误差补偿、温度补偿、跟随误差补偿等。每个坐标轴既可以激活线性误差补偿， 也可激活非线性轴的误差补偿。

      2.1 通过激光检测仪器检测并记录误差值

      使用百分表或激光干涉仪分别记录移动主轴箱（Y 轴）时横梁W1、W2轴误差值，移动主轴箱（Y 轴）时滑枕Z 轴误差值。

      2.2 创建补偿表

     （1）设置每个补偿表补偿点数。

MD 18342: MM_CEC_MAX_ POINTS ［t］
t=0 : 第1 个补偿表Y_W1
t=1 : 第2 个补偿表Y_W2
t=2 : 第3 个补偿表Y_Z
MD 18342: MM_CEC_MAX_POINTS［0］=46 第1 个补偿表46 个补偿点
MD 18342: MM_CEC_MAX_POINTS［1］=46 第2 个补偿表46 个补偿点
MD 18342: MM_CEC_MAX_POINTS［2］=46 第3 个补偿表46 个补偿点

      （2）做NC 数据备份，然后读回这个备份。

 
      （3）按Service 键后，按数字选择键并选有效数控数字键, 然后选Saving-of-NC-data→OK→选择NCActive-data→回车→选择Sag/angularity-complete→按手动数据键→按Copy 键→将光标移动到其他目录上让Insert 键变黑→按Insert 键→用tab 键切换到abor项，选择Newbackup 地址→用tab 键切换到地址编码项,输入Inter-comp 并回车，按OK 键，这时在屏幕上可以看到刚才创建的目录Inter-comp， 选择Intercomp目录并回车，此时可以找到一个名为NC_CEC_INI的文件，回车并打开。以补偿W1轴为例，补偿表：

%_N_NC_YW1_CEC_INI
CHANDATA(1)
MYMAN_CEC ［0,0］=+0.01；W1
轴第1 个补偿值:
MYMAN_CEC ［0,1］=+0.03；W1
轴第2 个补偿值:
MYMAN_CEC ［0,2］=-0.03；W1
轴第3 个补偿值:
MYMAN_CEC ［0,3］=-0.01；W1
轴第4 个补偿值:
MYMAN_CEC ［0,4］=+0.01；W1
轴第5 个补偿值:
MYMAN_CEC ［0,5］=-0.01；W1
轴第6 个补偿值:
… … …
MYMAN_CEC ［0.45］=+0.02；W1
轴最后一个补偿值:
MYMAN_CEC_INPUT_AXIS［0］=(AX2)；基准轴Y
MYMAN_CEC_OUTPUT_AXIS［0］=(AX3)；补偿轴W1
MYMAN_CEC_STEP［0］=100；补偿点间距
MYMAN_CEC_MIN［0］=+100.0；补偿起点（Y 轴）
MYMAN_CEC_MAX［0］=-4500.0；补偿终点（Y轴）
MYMAN_CEC_DIRECTION［0］=0；双向补偿（Y轴）
MYMAN_CEC_MULT_BY_TABLE［0］=0
MYMAN_CEC_IS_MODULO［0］=0；
M17
 

     将补偿值输入并存储→按Manage data 键→按Load HD-NC 键（ 完成后， 屏幕下方显示“job isready”） →切换到Start-up 画面， 修改W1轴参数MD32710: CEC_ENABLE［AX3］=1、W2轴参数MD 32710:CEC_ENABLE ［ AX4 ］ = 1 、Z 轴参数MD 32710 :EC_ENABLE ［AX5］ =1， 修改设定数SD41300:CEC_TABLE_ENAB01［0=1SD41300:CEC_TABLE_ENABLE［1］=1、SD41300: CEC_TABLE_ENABLE ［2］ = 1→NCK 复位→回参考点。

 
    （4）切换Diagnostis 画面，同时按ServiceDisplay 键及Service axis 键，查看W1轴并注意其中Compensationsag+temperature 项，当Y 轴移动时，如果上述步骤操作正确，左立柱补偿即已生效，那么补偿的数值在此处可以看到。

   
     3 、结语

  
     该公司自主研发生产的XK2130 系列数控龙门镗铣床，成功应用了西门子系统交叉补偿功能，满足了用户精加工零件和提高效率的要求。