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由於機械電子技術的飛速發展，數控機床作為一種高精度、高效率、穩(wen)定(ding)性(xing)強(qiang)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)加(jia)工(gong)裝(zhuang)備(bei)，已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)機(ji)械(xie)行(xing)業(ye)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)現(xian)代(dai)化(hua)技(ji)術(shu)裝(zhuang)置(zhi)。數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)是(shi)影(ying)響(xiang)其(qi)高(gao)精(jing)度(du)性(xing)能(neng)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)方(fang)麵(mian)，因(yin)而(er)也(ye)是(shi)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)驗(yan)收(shou)時(shi)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)項(xiang)目(mu)。利(li)用(yong)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)間(jian)隙(xi)補(bu)償(chang)功(gong)能(neng)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)，可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)，而(er)電(dian)氣(qi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)不(bu)同(tong)，其(qi)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)的(de)補(bu)償(chang)方(fang)法(fa)也(ye)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong)。
台達DVP-20PM是一款專用運動控製型PLC，采用高速雙CPU結構形式，利用獨立CPU處理運動控製算法，可以很好地實現各種運動軌跡控製、邏輯動作控製，直線/圓弧插補控製等。
圖1 運動控製器DVP-20PM00D
1 間隙檢測
一般機床在出廠前都有各項性能指標的測定過程，如利用激光幹涉儀測定出相關參數。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，然後以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裏編寫兩個指令，一個正向行走，然後畫個整圓。
圖2 測試程序
圖3 測試程序
下麵是用軟件監控，反映實際走的圖形，反映的是坐標位置。從A點出發，到B點，然後從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，會出現不能封口的現象。
圖4 軟件監控界麵
在上麵的測試中,初始狀態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。同樣的運動對於Y軸，則反映不出間隙。
fanxiangjianxishicongzhengxiangdaofanxianghuozheyoufanxiangdaozhengxiangdehuanxiangguochengchanshengde，wulunzhengxiangfanxianghaishifanxiangzhengxiang，duijianxideyingxiangshixiangdangde。duiyugangcaizhegeceshichushizhuangtaiY軸間隙為0，中間運動過程Y軸(zhou)反(fan)向(xiang)二(er)次(ci)，在(zai)兩(liang)次(ci)過(guo)程(cheng)中(zhong)其(qi)正(zheng)向(xiang)到(dao)反(fan)向(xiang)間(jian)隙(xi)和(he)反(fan)向(xiang)到(dao)正(zheng)向(xiang)間(jian)隙(xi)抵(di)消(xiao)，所(suo)以(yi)即(ji)使(shi)曲(qu)線(xian)閉(bi)合(he)，也(ye)不(bu)能(neng)說(shuo)明(ming)沒(mei)有(you)誤(wu)差(cha)，隻(zhi)不(bu)過(guo)誤(wu)差(cha)反(fan)映(ying)在(zai)整(zheng)個(ge)形(xing)狀(zhuang)。
如果需要測試Y軸誤差，同樣可設置一個程序，讓在初始狀態歸完原點的情況下，Y軸正向直走一距離，然後劃一整圓。程序如圖5。
圖5 測試Y軸誤差程序
圖6 坐標值顯示界麵
2 20PM間隙補償實現方法
2.1通過特定寄存器設置間隙補償值
X軸D1817，Y軸D1897，Z軸D2077。
需要注意的是這裏的補償值是以脈衝為單位，且為單字。最大補償為+/-30000個脈衝。補償原理是：各軸在歸完原點後處於初始狀態。20PM內部會檢測任意一次換向，20PM內部會在換向之後，先行走補償脈衝，然後按目標值執行。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裏體現不了。可以通過觀察伺服，或步進驅動實際接受脈衝來觀察換向補償的位置，或者把輸出接到高速計數觀察。
2.2通過特殊指令實現補償功能
表1 特殊指令
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MOVC
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設定直線位移補償
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CNTC
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圓弧圓心補償
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通過MOVC指令補償間隙的好處是應用比較靈活，可在程序裏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yuan弧hu的de圓yuan心xin補bu償chang，可ke針zhen對dui實shi際ji測ce出chu誤wu差cha，直zhi接jie修xiu改gai相xiang應ying參can數shu，還hai可ke以yi在zai有you些xie刀dao具ju磨mo損sun應ying用yong中zhong起qi作zuo用yong，下xia麵mian通tong過guo程cheng序xu介jie紹shao應ying用yong指zhi令ling實shi現xian直zhi線xian補bu償chang及ji圓yuan弧hu圓yuan心xin補bu償chang的de方fang法fa。圖tu7中程序實現了正向補償，反向不補償的功能。
圖7 正向補償，反向不補償程序
圖8圓心補償程序
圖8中程序實現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。
圖9 運行軌跡示意圖
3 結束語
20PM的間隙補償、圓弧圓心補償功能滿足了客戶對於磨床等精密係統應用的要求。
作者簡介：
餘強，男，出生於1969 年 12 yue，biyeyuanhuijidianxueyuandianqigongchengxigongyezidonghuazhuanye，zengjiuzhiyuxinxichanyebudibayanjiusuohekedachuangxingufenyouxiangongsizidonghuafengongsigongchengbu，xianjiuzhiyuzhongdadiantonggufenyouxiangufenyouxiangongsiPLC產品開發處，主要專注於PLC在自動化的高端運用，包括各類機械設備的精密運動控製及工程項目的過程控製的研究與市場開發。
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