ERRE测试功能在解决工件表面质量问题中的应用

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前言

为了测试两轴联动插补运动的动态响应状态，意大利FIDIA数控系统提供了ERRE测试功能，可以数字化记录两轴一个往返的运动过程，图形化显示理论与实际位移偏差的曲线数据。通过分析测试图结果，可以用于伺服优化，也可以作为故障诊断的重要辅助手段。下面简单介绍一下FIDIA数控系统ERRE测试功能的使用方法。

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FIDIA数控系统ERRE测试功能介绍

使用误差测试功能时，需要进入误差系统界面设置一些相关参数，包括以下九个主要参数:ERRE_轴S1、ERRE _轴S2、ERRE _运动1、ERRE _运动2、ERRE_LMIN、ERRE_LMAX、ERRE_ERRCD、ERRE_FILEREC、ERRE_THRESHOLD。

(1)ERRE _轴1该参数用于选择待测的第一个轴，如X、Y、Z、A、C等。

(2)ERRE _轴2该参数用于选择待测的第二个轴，如X、Y、Z、A、C等。

(3)ERRE _移动ENT1该参数用于定义第一轴测试期间移动的距离(单位:mm)。默认设置值为2。

(4)ERRE _移动ENT2该参数用于定义第二轴测试期间移动的距离(单位:mm)。默认设置值为2。

(5)ERRE_LMIN该参数用于定义两个连续点之间的最小距离(单位:mm)。默认设置值为0.01，对应FPDGT LMIN参数(数字录制的最小值)。

(6)ERRE_LMAX该参数用于定义连续两点之间的最大距离(单位:mm)。默认设置值为1，对应于FPDGT LMAX参数(数字录制的最大值)。

(7)ERRE_ERRCD该参数定义了和弦误差值(单位:mm)，用于设置自动记录点的公差和频率。默认设置值为0.002，对应于FPDGT ERCD参数(数字录音和弦误差)。

(8)ERRE _文件如果该参数被关闭，每个测试结果将被保存在临时文件ERREDFLT中。TMP当前测试结果将覆盖上一次测试结果，上一次测试结果将丢失。如果该参数打开，测试结果将保存在ERRExx中。TXT文件放在C:\FIDIA\TEST目录下，文件名会自动按数字顺序编号(xx: 01，02 …)。

(9) error _ threshold该参数用于定义最大允许偏差值(单位:mm)。默认设置值为0.1。如果有一个或多个点超过了该参数的设定值，则在测试后信息栏中会显示出来。在进行ERRE测试之前，需要关闭CNC系统中的CQA(平移)、FSC(比例因子)和SWCNC功能(相关设置可通过执行RESET EXE命令进行初始化)。进行ERRE测试时，数控系统自动打开DGT(数字功能)和自动运行功能，ERRE系统界面中的参数界面设置被激活。ERRE测试完成后，数控系统界面会图形化显示理论位移与实际位移偏差的数据曲线[3]。

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ERRE测试函数的应用案例

一台FIDIA K系列五坐标加工中心，在XY平面上加工斜侧壁时，工件表面存在表面波纹问题，无法满足工件的交付要求。排除加工相关因素后，怀疑设备本身的动态特性有问题。

使用ERRE功能测试x轴和y轴，移动进给速度为8000mm/min，主要测试参数如下。ERRE _ axis 1:X；ERRE _ axis 2:Y；ERRE _ movement 1:100mm；ERRE _运动2:100毫米.

实际上，机床会按照以下程序自动运行。

ERRE测试结果表明，加减速阶段最大偏差为0.03mm，往返中间跟随误差波动频繁，最大偏差为0.018mm

可以看出，X轴和Y轴做直线插补时，两轴的动态特性不匹配，导致最终插补位置不稳定。但是仅仅通过这个检测结果，是无法确定哪个轴有问题的。造成这个结果的原因可能是一个轴的运动控制有问题，或者两个轴都有问题。因此，可以使用ERRE测试功能来测试x轴和z轴或y轴和z轴，并且可以比较和排除测试结果。

继续使用E R R E测试功能测试Y轴和Z轴，使用相同的测试参数。测试结果如图4所示。从图4中可以看出，加减速阶段的最大偏差为0.006mm，往返中途跟随误差波动且偏差正常，最大偏差为0.003 mm，可见Y轴和Z轴直线插补工作正常。主要测试参数如下。ERRE _ axis 1:Y；ERRE _ axis 2:Z；ERRE _ movement 1:100mm；ERRE _运动2:100毫米.

实际上，机床会按照以下程序自动运行。

通过第二次测试结果，可以消除Y轴问题。问题集中在X轴。通过对X轴的深入调查，发现X轴丝杠由于润滑不足，磨损严重，丝杠反向间隙大。X轴由光栅尺闭环控制，由于负载的变化导致轴运动时运动速度的波动，进而影响插补运动的不稳定性。更换X轴螺丝后，斜侧壁面的波纹问题消失，故障解决。

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结束语

影响工件加工质量的因素很多，与操作、编程、夹具、刀具和设备的动态特性等有关。遇到这类问题，需要逐一分析排除。FIDIA数控系统的ERRE测试功能不仅可以用来诊断加工工件的质量问题，也是伺服优化的重要工具。根据测试结果，可以优化调整加减速参数、速度环积分时间和S形加减速时间。掌握该功能的使用方法，不仅可以提高设备维护人员的技术水平，还可以缩短故障诊断的时间。