用CNC系統(tǒng)的路徑誤差學習糾正加工過程中的路徑誤差，可以提高加工速度和加工精度。這種控制功能能夠糾正在重復加工周期中常見的路徑誤差和同步誤差。功能一旦得到充分發(fā)揮，可以減少零件的加工周期和提高零件的加工精度。現(xiàn)在，路徑誤差學習應用于輪廓體的加工、鉆削和攻絲，其發(fā)展目標是從專用機床擴展到普通機床—數(shù)控電火花線切割機。
控制編程的正確加工路徑并不意味著機床能夠完全按照這一路徑進行加工?！案咚俣取焙汀案呔取钡募庸つ繕送窍嗷ッ艿?。提高加工速度可能會影響加工精度，但是，為了提高生產(chǎn)率，必須提高加工速度。加工系統(tǒng)總是存在誤差，例如CNC系統(tǒng)的插補問題、侍服系統(tǒng)的延時問題，以及切削過程中的干擾問題。上述幾類誤差都會對提高加工速度產(chǎn)生一定影響。解決這些問題的方法通常是降低進給速率或增加一套適應性控制系統(tǒng)，對其進行適當?shù)木幊烫幚?。CNC系統(tǒng)及大部分自適應控制系統(tǒng)是與進反饋系統(tǒng)互動的，但更新速度太慢，無法適當?shù)乜刂普`差，只能在檢測到誤差時才會有所反應，不能起到全面、有效的作用。高增益侍服系統(tǒng)的速度快得多，CNC系統(tǒng)對干擾的反應速度極快，但經(jīng)常產(chǎn)生糾正誤差。如果CNC系統(tǒng)能夠預測所產(chǎn)生的誤差，就能夠有效地糾正路徑誤差。降低路徑誤差有利于縮短零件的加工周期和提高生產(chǎn)率。
儲存補償數(shù)據(jù)
預測刀具路徑可通過路徑誤差學習功能系統(tǒng)來實現(xiàn)。在適應性控制下同時運行幾個零件，CNC系統(tǒng)將根據(jù)路徑誤差學習功能自動生成補償值，以降低侍服隨動延時和因切削負荷變化所造成的進給不均衡性，在完成適應性控制功能時將自動轉(zhuǎn)換到生產(chǎn)模式。使用路徑誤差學習功能可以提高加工精度，是對高速加工缺憾的一種彌補。為了達到這一目標，路徑誤差學習系統(tǒng)必須極快地做出反應，而且要能夠儲存大量的數(shù)據(jù)。補償數(shù)據(jù)儲存在CNC DRAM之中，以便于快速存取?？刂破鲗⒀a償數(shù)據(jù)應用于侍服系統(tǒng)位置回路中的速度指令中。
路徑誤差學習要求采用可重復的同樣指令作為一種獨特的功能作用。其編程也采用獨特的方式，并要求用戶創(chuàng)建自己的配置數(shù)據(jù)，以代替標準的G碼編程。這一工藝在一些特殊領(lǐng)域的應用效果很好，如凸輪的磨削加工和導向切削加工。
路徑誤差學習功能可以使用戶采用CNC機床替代普通凸輪加工機床作為活塞車床、汽車凸輪磨削或?qū)蚯邢魇褂谩Ｂ窂秸`差學習在某一特定時間內(nèi)，會重復記憶同樣一個輪廓，而且重復每一個指令，做一個動作。重復的周期可以通過一種適應性控制模式進行分析，糾正侍服誤差和消除加工中產(chǎn)生的切削干擾，然后調(diào)取儲存的切削數(shù)據(jù)，并作為程序執(zhí)行。普通的自適應誤差補償功能系統(tǒng)可通過侍服軟件，發(fā)送程序指令和儲存的糾正數(shù)據(jù)達到高精度加工的目的。
路徑誤差學習可將數(shù)據(jù)儲存在NC數(shù)控軟件內(nèi)或脫機的PC機內(nèi)：使用PC機儲存數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到 P碼可變位置上；NC數(shù)控系統(tǒng)可儲存這些數(shù)據(jù)，并可將其轉(zhuǎn)換成P碼變量；以太網(wǎng)通信系統(tǒng)可將二進制數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)服務器內(nèi)；DNC操作系統(tǒng)可用于用戶的標準零件編程。
路徑誤差學習過程是在規(guī)定的指令周期內(nèi)完成的，一般為主軸或C軸旋轉(zhuǎn)一周的時間。每個輪廓需通過幾次控制，一般為5～10次之間。在控制過程中，控制器將會對運動自動做一些修正，以盡可能減少因侍服滯后、干擾和同步誤差所造成的位置誤差。對輪廓的控制完成后，補償數(shù)據(jù)被儲存起來，以便在生產(chǎn)模式下使用。每個輪廓和補償數(shù)據(jù)由程序支配控制。路徑誤差學習軟件適用于機床的高速生產(chǎn)，而又不影響加工精度，而且還允許應用標準CNC機床來代替專用凸輪機床。
用于零件重復切削，路徑誤差學習可以使CNC機床極少出現(xiàn)路徑誤差，從而達到很高的生產(chǎn)率。
良好的操作性
首先，零件加工的路徑誤差學習軟件必須易于設置和編程。在加工過程中，只要將G碼指令插入到零件程序就可以調(diào)取零件學習軟件。由于控制軟件可以添加到零件程序的任何一個加工順序中，因此需要高精度加工的地方都非常適用。M碼也可以重新定義，使其能夠在適應性模式和生產(chǎn)模式之間轉(zhuǎn)換使用?？刂破髂軌騽?chuàng)建補償數(shù)據(jù)，一旦完成控制后就可設定生產(chǎn)模式指令，在許多情況下，這些M碼指令可用宏指令變化值定義實現(xiàn)工藝的自動化。附加的工藝可以儲存在脫機的PC機上，然后作為零件變化類型再調(diào)回到CNC上使用。目前，控制系統(tǒng)可以支持24個輪廓圖形和儲存4min以上的學習數(shù)據(jù)。
零件加工的路徑誤差學習可應用于任何輪廓圖形的銑削和車削加工。通過控制可減少路徑誤差，因此機床能夠更接近自由輪廓圖形加工。在多周期的控制過程中，因直線切削與圓弧切削之間過渡而造成的突出面、圓弧切削中形成的侍服誤差以及因切削負荷所造成的偏差將全部得到修正和控制。另一個有效的應用領(lǐng)域是深孔鉆削加工。深孔鉆削加工無法通過一次操作完成，必須采用多個行程的加工逐漸加深孔徑。每個行程都需快速運行到孔底，但一般來說，必須設定間隙平面，才不會發(fā)生超越行程的情況。如果超越行程，鉆頭可能發(fā)生斷裂?？刂栖浖梢蕴岣呒庸ぞ?，避免發(fā)生超越行程，同時還可縮短加工周期。在零件切削加工中采用路徑誤差學習軟件后，加工周期縮短了50%以上。
適應特定加工工藝
剛性攻絲零件控制是適應性控制的最新應用。剛性攻絲用自適應誤差補償功能系統(tǒng)可消除主軸電機與攻絲軸之間的同步誤差。在消除同步誤差后，剛性攻絲的速度大大加快，而螺紋的等級質(zhì)量并沒有下降，也沒有造成絲錐斷裂。其編程和功能非常相似，適用于剛性攻絲工藝，但侍服系統(tǒng)與CNC控制系統(tǒng)之間只能使用高速通信。剛性攻絲加工周期可以縮短50%以上，當汽車發(fā)動機缸體和氣缸蓋等部件需要大量攻絲時，其節(jié)約的時間是十分明顯的。
現(xiàn)在，通過應用路徑誤差學習功能已包括鉆削加工、剛性攻絲和自由輪廓的加工。這些能力幾乎能夠使路徑誤差學習軟件應用于任何CNC生產(chǎn)工藝，具有減少加工周期和提高加工精度的各種優(yōu)點，在使用適應性控制系統(tǒng)軟件后，不再需要專用機床或特殊的編程技術(shù)。
路徑誤差學習已應用于侍服微調(diào)。反沖力和摩擦力對所有的操作都會產(chǎn)生一定的影響。在電機逆向旋轉(zhuǎn)時，空轉(zhuǎn)運動會產(chǎn)生延時效應并在圓弧切削過程中很突出。反沖力的加速功能可采用路徑誤差學習軟件進行微調(diào)，以消除圓周插補過程中表現(xiàn)得產(chǎn)生的空轉(zhuǎn)效應。在圓周的控制中，控制器對反沖力加速功能進行附加修正，自動微調(diào)象限突出。此后，對所有的CNC運動、對特殊的零件程序?qū)⑵鸬椒e極的作用。
提高機床的生產(chǎn)率將進一步促進CNC控制系統(tǒng)的改進。由于傳統(tǒng)的解決方案是在靜態(tài)的自然條件下執(zhí)行，因此具有一定局限性?，F(xiàn)在，采用路徑誤差學習和能夠糾正其路徑誤差的CNC系統(tǒng)，可以極大地提高加工速度和加工精度。在未來發(fā)展中將進一步擴大路徑誤差學習軟件的功能，將專用機床應用于普通加工。
目前，路徑誤差學習已經(jīng)應用到自由輪廓的加工、鉆削和攻絲?？刂栖浖軌蚣m正路徑誤差和重復加工周期中所常見的同步誤差。路徑誤差學習應用能夠縮短加工周期，提高加工精度。同時，利用上述特點使CNC系統(tǒng)的應用達到高效性：如汽車發(fā)動機零件的鉆孔和攻絲、大批量零件的銑削加工、凸輪的磨削加工、導向切削以及活塞車床等其他通用加工機床—電火花小孔機。
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