Цикл 451 MEASURE KINEMATICS (опция #48)
Программирование ISO
G451
Применение
Следуйте указаниям инструкции по обслуживанию станка!
Данная функция должна быть активирована и адаптирована производителем станка.
С помощью цикла контактного щупа 451 можно проверить и при необходимости оптимизировать кинематику станка. При этом с помощью 3D-контактного щупа TS производится измерение калибровочной сферы HEIDENHAIN, которая закреплена на столе станка.
Система ЧПУ определяет статическую точность поворота. При этом ПО минимизирует пространственные ошибки, возникающие при поворотном движении, и в конце операции измерения автоматически сохраняет геометрию станка в соответствующих постоянных станка в описании кинематики.
Отработка цикла
- Установить калибровочную сферу, проверьте на возможные столкновения.
- В режиме работы Ручной режим установите точку привязки в центре сферы или, если заданы Q431=1 или Q431=3, то вручную позиционируете контактный щуп над калибровочной сферой по оси щупа и по центру сферы в плоскости обработки.
- Выбрать режим отработки программы и запустить программу калибровки.
- Система ЧПУ последовательно измеряет в автоматическом режиме все три оси вращения с выбранным разрешением.
Режимы программирования и эксплуатации:
- Если в режиме оптимизации полученные данные кинематики превышают разрешенное предельное значение (maxModification № 204801), система ЧПУ выдает предупреждение. Применение измеренных значений должно быть подтверждено в этом случае с помощью NC-старт.
- Во время установки точки привязки запрограммированный радиус калибровочной сферы контролируется только при втором измерении. Если предварительное позиционирование относительно калибровочной сферы является неточным, а при этом будет выполнено определение точки привязки, калибровочная сфера будет измерена дважды.
Номер | Значение |
---|---|
Q141 | Измеренное среднеквадратическое отклонение по оси А (-1, если ось не была измерена) |
Q142 | Измеренное среднеквадратическое отклонение по оси В (-1, если ось не была измерена) |
Q143 | Измеренное среднеквадратическое отклонение по оси С (-1, если ось не была измерена) |
Q144 | Оптимизированное среднеквадратичное отклонение по оси А (-1, если ось не была измерена) |
Q145 | Оптимизированное среднеквадратичное отклонение по оси В (-1, если ось не была измерена) |
Q146 | Оптимизированное среднеквадратичное отклонение по оси С (-1, если ось не была измерена) |
Q147 | Ошибка смещения в направлении оси Х, для ручного копирования в соответствующий машинный параметр |
Q148 | Ошибка смещения в направлении оси Y, для ручного копирования в соответствующий машинный параметр |
Q149 | Ошибка смещения в направлении оси Z, для ручного копирования в соответствующий машинный параметр |
Направление позиционирования
Направление позиционирования измеряемой круговой оси вытекает из заданных в цикле начального и конечного угла. При 0° автоматически производится эталонное измерение.
Выбрать начальный и конечный угол таким образом, чтобы система ЧПУ не измеряла одну и ту же позицию дважды. Двойное измерение одной позиции (например, +90° и -270°) не имеет смысла, однако сообщение об ошибке при этом не возникает.
- Пример: начальный угол = +90°, конечный угол = -90°
- Начальный угол = +90°
- Конечный угол = -90°
- Количество точек измерения = 4
- Рассчитанный на основании этого шаг угла = (-90 – +90 ) / (4–1) = -60°
- Точка измерения 1 = +90°
- Точка измерения 2 = +30°
- Точка измерения 3 = -30°
- Точка измерения 4 = -90°
- Пример: начальный угол = +90°, конечный угол = +270°
- Начальный угол = +90°
- Конечный угол = +270°
- Количество точек измерения = 4
- Рассчитанный на основании этого шаг угла = (270 – 90 ) / (4–1) = +60°
- Точка измерения 1 = +90°
- Точка измерения 2 = +150°
- Точка измерения 3 = +210°
- Точка измерения 4 = +270°
Станки с осями с торцевым зубчатым зацеплением
- Следует следить за тем, чтобы безопасное расстояние оставалось достаточно большим для предотвращения столкновение между контактным щупом и калибровочным шариком.
- Одновременно нужно следить за наличием достаточного места для подвода на безопасное расстояние (программный концевой выключатель).
- Обратите внимание на документацию, предоставленную производителем станка!
- Определите высоту возврата больше 0, если опция #2 не доступна.
- Положения измерений вычисляются из начального угла, конечного угла и количества измерений для соответствующей оси.
Пример расчета позиций измерения для оси А:
Начальный угол Q411 = -30
Конечный угол Q412 = +90
Количество точек измерения Q414 = 4
Торцевой растр = 3°
Рассчитанный шаг угла = (Q412 - Q411) / (Q414 -1)
Рассчитанный шаг угла = (90°–(-30°)) / (4 – 1) = 120 / 3 = 40°
Положение измерения 1 = Q411 + 0 * шаг угла = -30° --> -30°
Положение измерения 2 = Q411 + 1 * шаг угла = +10° --> 9°
Положение измерения 3 = Q411 + 2 * шаг угла = +50° --> 51°
Положение измерения 4 = Q411 + 3 * шаг угла = +90° --> 90°
Выбор числа точек измерения
Для экономии времени можно выполнить предварительную оптимизацию, например, при вводе в эксплуатацию, с небольшим количеством точек измерения (1–2).
Последующая точная оптимизация выполняется со средним количеством точек измерения (рекомендуемое значение ок. 4). Большее количество точек измерения не дает, как правило, лучших результатов. Оптимальный вариант – это равномерное распределение точек измерения в области наклона оси.
Ось с областью поворота 0-360° следует в идеале измерять в этой связи в трех точках: на 90°, 180° и 270°. Задать начальный угол равным 90°, а конечный угол равным 270°.
Если нужно соответствующим образом проверить точность, то в режиме Проверка можно указать больше количество точек измерения.
Если точка измерения задается в 0°, то она игнорируется, т.к. при 0° всегда проводится эталонное измерение.
Выбор позиции калибровочного шарика на станочном столе
В принципе калибровочный шар может быть закреплен в любом доступном месте на станке, даже на зажимном приспособлении или на заготовке. На результат измерения положительно могут повлиять следующие факторы:
- Станки с круглым/поворотным столом: Закрепляйте калибровочный шар как можно дальше от центра вращения
- Станки с большим путем регулировки: Калибровочный шар желательно зажать ближе к месту последующей обработки.
Выберите положение калибровочной сферы на столе станка так, чтобы при измерении не могло произойти столкновения.
Указания по разным методам калибровки
- Предварительная оптимизация при сдаче в эксплуатацию после ввода приблизительных размеров
- Количество точек измерений между 1 и 2
- Шаг угла осей вращения: ок. 90°
- Точная оптимизация во всей области перемещения
- Количество точек измерений между 3 и 6
- Начальный и конечный углы должны перекрывать максимально возможную область перемещения осей вращения
- Калибровочный шарик следует позиционировать на столе станка таким образом, чтобы получился большой радиус окружности измерения для осей вращения стола или, соответственно, чтобы для осей вращения головки измерение могло производиться в удобном положении (например, в центре диапазона перемещения)
- Оптимизация специального положения круговой оси
- Количество точек измерений между 2 и 3
- Измерения производятся с помощью установочного угла оси (Q413/Q417/Q421) около угла поворота оси, при котором далее должна производится обработка
- Калибровочный шар следует позиционировать на столе станка так, чтобы калибровка производилась в том месте, в котором выполняется обработка
- Проверка точности станка
- Количество точек измерения между 4 и 8
- Начальный и конечный углы должны перекрывать максимально возможную область перемещения осей вращения
- Определение люфта оси
- Количество точек измерений между 8 и 12
- Начальный и конечный углы должны перекрывать максимально возможную область перемещения осей вращения
Указания к настройке точноститочность
При необходимости на время измерения следует деактивировать зажим круговых осей, иначе результаты измерений могут быть искажены. следуйте инструкциям руководства пользователя станка.
Ошибки геометрии и позиционирования станка влияют на результаты измерений и тем самым на оптимизацию круговой оси. Таким образом, всегда будет остаточная ошибка, которую нельзя устранить.
Если исходить из того, что ошибки геометрии отсутствуют, тогда определенные циклом значения в произвольной точке станка в определенное время были бы точно воспроизводимы. Чем больше ошибки геометрии и позиционирования, тем больше рассеяние результатов измерения, если измерения проводятся в различных позициях.
Указанное системой ЧПУ в протоколе измерения рассеяние является мерой точности статических поворотных движений станка. Анализ точности должен содержать, кроме того, радиус окружности измерения, а также количество и расположение точек измерения. На основании лишь одной точки нельзя рассчитать рассеяние, указываемое рассеяние соответствует в данном случае пространственной ошибке точки измерения.
Если несколько круговых осей вращаются одновременно, тогда их ошибки накладываются, а в самом неблагоприятном случае суммируются.
Если станок оснащен управляемым шпинделем, то следует активировать отслеживание угла ориентации с помощью таблицы контактных щупов (столбец TRACK). Таким образом, вы в общем повысите точность измерений при помощи контактного щупа.
Люфт
Под люфтом понимается небольшой зазор между датчиком вращения (датчиком угла) и столом, который возникает при реверсе. Если оси вращения имеют люфт вне контура регулирования, например, если измерение угла выполняется с помощью датчика мотора, это может привести к значительным ошибкам при повороте.
С помощью параметра Q432 можно активировать измерение люфта. Для этого ввести угол, который система ЧПУ будет использовать в качестве угла перехода. Цикл выполняет по два измерения на ось вращения. Если угол принимается равным 0, то система ЧПУ не будет определять люфт.
Если в опциональном параметре станка mStrobeRotAxPos (№ 204803) задана М-функция для позиционирования оси вращения, или ось является осью с зубчатым зацеплением, то определение люфта невозможно.
Режимы программирования и эксплуатации:
- Система ЧПУ не выполняет автоматической компенсации люфта.
- Система ЧПУ не проводит измерения люфта при радиусе окружности измерения < 1 мм. Чем больше радиус окружности измерения, тем точнее система ЧПУ может определить люфт оси вращения.
Рекомендации
Компенсация угла возможна только при наличии опции #52 KinematicsComp.
- Перед отработкой деактивируйте цикла базового вращения.
- После оптимизации заново установите точку привязки и базовое вращение
- Этот цикл можно отработать исключительно в режиме работы FUNCTION MODE MILL.
- Перед стартом цикла необходимо учитывать, что M128 или ФУНКЦИЯ TCPM выключена.
- Цикл 453, также как и циклы 451 и 452, завершается с активной 3D-ROT в автоматическом режиме, которая соответствует положению осей вращения.
- Перед определением цикла установите точку привязки в центре калибровочного сферы и активируйте её, также можно задать параметр Q431 равным 1 или 3, соответственно.
- В качестве подачи позиционирования для подвода на высоту измерения по оси контактного щупа система ЧПУ использует меньшее значение из параметра цикла Q253 и значения FMAX таблицы контактных щупов. Система ЧПУ производит перемещения осей вращения по общему правилу с подачей позиционирования Q253, при этом контроль щупа не является активным.
- Система ЧПУ игнорирует данные в определении цикла, касающиеся неактивных осей.
- Коррекция станочного нуля (Q406=3) возможна только в том случае, когда взаимозависимые оси вращения на стороне шпинделя или стола будут измерены.
- Если перед измерением активирована функция «Задать точку привязки» (Q431 = 1/3), то перед стартом цикла необходимо позиционировать контактный щуп на величину безопасной высоты (Q320 + SET_UP) приблизительно над центром калибровочной сферы.
- Программирование в дюймах: система ЧПУ, как правило, выдает итоги измерения и данные протокола в мм.
- После выполнения измерения кинематики вы должны снова задать точку привязки.
Указания в связи с машинными параметрами
- Если опциональный параметр станка mStrobeRotAxPos (№ 204803) не равен -1 (M-функция позиционирует ось вращения), то измерение можно начать только тогда, когда все оси вращения находятся в положение 0°.
- При каждой операции измерения система ЧПУ сначала определяет радиус калибровочной сферы. Если измеренный радиус сферы отличается от введенного радиуса на величину, большую, чем задано в параметре станка maxDevCalBall (№ 204802), то система ЧПУ выдает сообщение об ошибке и завершает измерение.
- Для оптимизации угла производитель станка может соответствующим образом менять конфигурацию.
Параметры цикла
Вспомогательная графика | Параметр |
---|---|
Q406 Режим (0/1/2/3)? Определите, должна ли система ЧПУ проверить или оптимизировать активную кинематику: 0: проверка активной кинематики станка. Система ЧПУ измеряет кинематику по заданным вами осям вращения, но изменений активной кинематики не производит. Результаты измерения система ЧПУ показывает в протоколе измерения. 1: оптимизировать активную кинематику станка: Система ЧПУ производит измерение кинематики заданных вами осей вращения. Затем оптимизирует положение осей вращения активной кинематики. 2: оптимизировать активную кинематику станка: Система ЧПУ производит измерение кинематики заданных вами осей вращения. Затем оптимизирует погрешности положения и угловые погрешности. Для коррекции угловых погрешностей необходима опция #52 KinematicsComp. 3: оптимизировать активную кинематику станка: Система ЧПУ производит измерение кинематики заданных вами осей вращения. Затем она автоматически корректирует нулевую точку станка. Затем оптимизирует погрешности положения и угловые погрешности. Условием является наличие опции #52 KinematicsComp. Ввод: 0, 1, 2, 3 | |
Q407 Точный радиус калибр. шарика? Введите точный радиус используемой калибровочной сферы. Ввод: 0.0001...99.9999 | |
Q320 Безопасная высота? Дополнительное расстояние между точкой измерения и наконечником контактного щупа. Q320 действует аддитивно к значению колонки SET_UP таблицы контактных щупов. Значение действует инкрементально. Ввод: 0...99999,9999 или альтернативно PREDEF | |
Q408 Высота выхода? 0: не отводить на высоту отвода, система ЧПУ перемещается к следующей позиции измерения по оси измерения. Не допускается для осей с зубчатым зацеплением! Система ЧПУ осуществляет подвод к первой позиции измерения в следующей последовательности: сначала A, затем B, затем C >0: высота отвода в неразвёрнутой системе координат детали, на которую система ЧПУ позиционирует ось шпинделя перед позиционированием оси вращения. Система ЧПУ дополнительно позиционирует щуп в плоскости обработки в нулевую точку. Мониторинг контактного щупа в этом режиме не активен. Определите скорость позиционирования в параметре Q253. Значение является абсолютным. Ввод: 0...99999,9999 | |
Q253 Подача для предпозиционирования? Задать скорость перемещения инструмента при позиционировании в мм/мин. Ввод: 0...99999,9999 или через FMAX, FAUTO, PREDEF | |
Q380 Базовый угол? (0=баз.ось) Задайте базовый угол (базовое вращение) для регистрации точек измерения в действующей системе координат заготовки. Определение базового угла может существенно увеличить область измерений оси. Значение является абсолютным. Ввод: 0...360 | |
Q411 Угол старта оси A? Начальный угол по оси А, под которым должно производиться первое измерение. Значение является абсолютным. Ввод: –359.9999...+359.9999 | |
Q412 Конечный угол оси A? Конечный угол по оси А, под которым должно производиться последнее измерение. Значение является абсолютным. Ввод: –359.9999...+359.9999 | |
Q413 Угол установки оси A? Угол установки по оси А, при котором должны измеряться другие оси вращения. Ввод: –359.9999...+359.9999 | |
Q414 Кол.точек измер.в А (0...12)? Количество измерений, которое должна выполнить система ЧПУ для измерения по оси А. При вводе = 0 система ЧПУ не проводит измерение данной оси. Ввод: 0...12 | |
Q415 Угол старта оси B? Начальный угол по оси B, под которым должно производиться первое измерение. Значение является абсолютным. Ввод: –359.9999...+359.9999 | |
Q416 Конечный угол оси B? Конечный угол по оси B, под которым должно производиться последнее измерение. Значение является абсолютным. Ввод: –359.9999...+359.9999 | |
Q417 Угол установки оси В? Угол установки по оси B, при котором должны измеряться другие оси вращения. Ввод: –359.999...+360.000 | |
Q418 Кол.точек измер. в В (0...12)? Количество измерений, которое должна выполнить система ЧПУ для измерения по оси B. При вводе = 0 система ЧПУ не проводит измерение данной оси. Ввод: 0...12 | |
Q419 Угол старта оси С? Начальный угол по оси C, под которым должно производиться первое измерение. Значение является абсолютным. Ввод: –359.9999...+359.9999 | |
Q420 Конечный угол оси С? Конечный угол по оси C, под которым должно производиться последнее измерение. Значение является абсолютным. Ввод: –359.9999...+359.9999 | |
Q421 Угол установки оси С? Угол установки по оси C, при котором должны измеряться другие оси вращения. Ввод: –359.9999...+359.9999 | |
Q422 Кол.точек измер. в С (0...12)? Количество измерений, которое должна выполнить система ЧПУ для измерения по оси C При вводе = 0 система ЧПУ не проводит измерение данной оси. Ввод: 0...12 | |
Q423 Количество касаний? Задайте количество касаний, которое должна выполнить система ЧПУ для измерения калибровочной сферы в плоскости. Меньшее количество точек способствуют увеличению скорости, большее количество точек повышают точность измерения Ввод: 3...8 | |
Q431 Предустановка (0/1/2/3)? Укажите, должна ли система ЧПУ автоматически установить активную точку привязки в центре сферы: 0: не устанавливать точку привязки автоматически в центр сферы: Установите точку точку привязки вручную перед началом цикла 1: перед измерением автоматически установить точку привязки в центре сферы (активная точка привязки перезаписывается): перед началом цикла вручную установите контактный щуп над калибровочной сферой 2: автоматически установить точку привязки в центре сферы после измерения (активная точка привязки перезаписывается): установите точку привязки вручную перед началом цикла 3: перед измерением и после него установить точку привязки в центре сферы (активная точка привязки перезаписывается): перед началом цикла вручную установите измерительный щуп над калибровочной сферой Ввод: 0, 1, 2, 3 | |
Q432 Диап.угла для компенсации люфта? Задайте здесь угол, который будет использоваться как перебег для измерения люфта оси вращения. Угол перебега должен быть значительно больше люфта оси вращения. При вводе = 0 система ЧПУ не проводит измерение люфта. Ввод: -3...+3 |
11 TOOL CALL "TOUCH_PROBE" Z | ||
12 TCH PROBE 450 SAVE KINEMATICS ~ | ||
| ||
| ||
13 TCH PROBE 451 MEASURE KINEMATICS ~ | ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
|
Различные режимы (Q406)
Проверить режим Q406 = 0
- Система ЧПУ измеряет оси вращения в заданных позициях и рассчитывает статическую точность преобразований наклона
- Система ЧПУ протоколирует результаты возможной оптимизации позиции, но не проводит адаптации.
Режим оптимизации позиции осей вращения Q406 = 1
- Система ЧПУ измеряет оси вращения в заданных позициях и рассчитывает статическую точность преобразований наклона
- При этом система ЧПУ пытается изменить позицию оси вращения в модели кинематики так, чтобы достигалась большая точность.
- Изменения данных станка выполняются автоматически
Режим оптимизации позиции и угла Q406 = 2
- Система ЧПУ измеряет оси вращения в заданных позициях и рассчитывает статическую точность преобразований наклона
- Сначала система ЧПУ пробует оптимизировать угловое положение оси вращения с помощью компенсации (опция №52 KinematicsComp)
- После оптимизации угла выполняется оптимизация позиции. Для этого не требуется дополнительных измерений, оптимизация позиции рассчитывается системой ЧПУ автоматически.
В зависимости от кинематики станка, чтобы правильно определить угол, HEIDENHAIN рекомендует один раз провести измерение с углом наклона 0°.
Режим оптимизации нулевой точки станка, позиции и угла Q406 = 3
- Система ЧПУ измеряет оси вращения в заданных позициях и рассчитывает статическую точность преобразований наклона
- Система ЧПУ автоматически пытается оптимизировать нулевую точку станка (опция # 52 KinematicsComp). Чтобы можно было скорректировать угловое положение поворотной оси с помощью нулевой точки станка, корректируемая поворотная ось в станочной кинемтике должна быть ближе к станине станка, чем измеряемая поворотная ось
- Сначала система ЧПУ пробует оптимизировать угловое положение оси вращения с помощью компенсации (опция #52 KinematicsComp)
- После оптимизации угла выполняется оптимизация позиции. Для этого не требуется дополнительных измерений, оптимизация позиции рассчитывается системой ЧПУ автоматически.
- Чтобы правильно определить погрешности углового положения, HEIDENHAIN рекомендует установить для этого измерения угол установки соответствующей оси вращения равным 0°.
- После коррекции нулевой точки станка система ЧПУ пытается уменьшить компенсацию связанной с ней ошибки углового положения (locErrA/locErrB/locErrC) измеряемой поворотной оси.
11 TOOL CALL "TOUCH_PROBE" Z | ||
12 TCH PROBE 451 MEASURE KINEMATICS ~ | ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
| ||
|
Функция протокола
После отработки цикла 451 система ЧПУ составляет протокол (TCHPRAUTO.html) и сохраняет файл протокола в той же папке, где находится соответствующая управляющая программа программа. Протокол содержит следующие данные:
- Дата и время составления протокола
- Имя пути программы ЧПУ, из которой отрабатывался цикл
- Имя инструмента
- Активная кинематика
- Использованный режим (0=проверка/1=оптимизация позиции/2=оптимизация положения/3=оптимизация позиции и станочного нуля)
- Углы установки
- Для каждой замеренной оси вращения:
- Начальный угол
- Конечный угол
- Количество точек измерения
- Радиус окружности измерения
- Усредненные люфты, если Q423>0.
- Позиции осей
- Ошибка углового положения (только с опцией #52 KinematicsComp)
- Стандартное отклонение (дисперсия)
- Максимальное отклонение
- Погрешность угла
- значения коррекции по всем осям (смещение точки привязки).
- Позицию проверяемой оси вращения перед оптимизацией (по отношению к началу цепочки кинематических трансформаций, как правило - к торцу шпинделя)
- Позицию проверяемой оси вращения после оптимизации (по отношению к началу цепочки кинематических трансформаций, как правило - к торцу шпинделя)
- Средняя ошибка позиционирования и стандартное отклонение ошибок позиционирования к 0
- SVG-файлы с диаграммами: Измеренные и оптимизированные погрешности отдельных измерительных позиций.
- Красная линия: Измеренные позиции
- Зеленая линия: Оптимизированные значения после отработки цикла
- Обозначения диаграммы: обозначение оси в зависимости от оси вращения, например, EYC = ошибка компоненты Y для оси C.
- Ось X диаграммы: положение поворотной оси в градусах °.
- Ось Y диаграммы: отклонения позиций в мм