光栅尺的作用功能用途（COMAU加工中心轴同步功能解析及应用）

1. 机床简介

法国COMAU URANE 25 V3型加工中心是一款配备先进技术的机床，采用西门子840D数控系统。这款机床的主轴是Kessler的30 kW高速电主轴，X、Y、Z三个直线轴则由西门子直线电动机驱动，实现了高效的双刀库自动换刀功能。

2. 机床结构特点

该机床采用龙门式框架结构，进给轴控制刀具运动，以提升机床的刚性并优化加工空间。其回转轴（A轴或B轴）用于工件的回转和摆动。高速电主轴C轴的转速范围达到18 000~24 000 r/min。与传统的滚珠丝杠传动方式相比，采用直线电动机传动具有诸多优势，如减少中间传动环节、提高伺服系统动态响应性能、消除机械传动间隙和误差、减少运动噪声以及提高传动效率等。这种直接驱动的传动方式为机床的所有运动轴带来了高动态性能和调节特性，为高速、高精度和高表面质量的加工提供了理想条件。

3. 轴同步的原理

轴同步是机床实际加工过程中的一个重要环节。在COMAU URANE 25型加工中心的数控系统中，Y1/Y2轴使用同一伺服驱动和光栅尺，消除了控制与反馈误差，因此这两轴的运行差异不需要过多考虑。而Z1/Z2轴的控制方式与Y1/Y2相同，但X1/X2轴是独立控制的，因此在实际操作中可能会出现偏差。这种偏差的主要原因是机床的龙门框架式结构、X1和X2轴导轨与刀架的摩擦阻力差异以及各自电动机和伺服驱动及光栅尺反馈装置的差异。

为了提高机床刀架的定位精度并消除刀架的扭曲现象，需要进行轴同步。通过补偿X1/X2轴之间的差异，使X2－X1尽可能等于零，保障理论中心线与实际位置的一致性。在西门子840D数控系统中，可以选择悬垂补偿功能，通过配置轴参数和执行补偿文件来实现补偿功能。COMAU URANE系列机床还开发了一个名为CEP_GANT的程序，简化了轴同步的过程。

4. 轴同步的应用

在机床的初始安装调试阶段或更换X1、X2轴的导轨、电动机、光栅尺后，必须进行轴同步。在日常使用中，如果出现伺服回路的报警，如“轴跟随误差”、“轮廓监控”、“驱动故障”等，且这些报警可以通过复位或断电后消失，同时机械部件状态正常，这时可以考虑是否需要进行X1、X2轴的同步。判断是否需要同步的方法包括观察X1、X2轴的电流值以及在手动移动X轴时的坐标差值。

轴同步的步骤包括取消X1和X2的sag补偿、记录同步前后的电动机电流测量值、计算X1和X2的差值并将其输入程序CEP_GANT.mpf、执行程序并检查补偿效果等。激活X2的sag补偿和X1、X2轴的补偿，完成整个同步过程。

5. 结语

通过对COMAU URANE 25 V3型加工中心轴同步应用过程的解析，我们深入了解了840D系统的轴同步功能实现过程。掌握轴同步的应用时机和处理方法，对于维护同类机床的正常运行具有借鉴意义。COMAU此类机床还有许多独特的功能等待我们进一步探索和研究。

作者：神龙汽车有限公司襄阳工厂团队