Под коррекцией УП понимают изменение значения какого-либо из запрограммированных параметров без редактирования текста самой программы. В автономных системах это изменение реализуется по данным, вводимым оператором с пульта управления; в условиях ГАП и АСУ ТП данные для коррекции вводятся автоматически. Корректироваться могут контурная скорость (подача), скорость главного привода и траектория относительного движения инструмента и заготовок. В последнем случае учитываются отличия размеров инструмента и расположения заготовки по сравнению с принятым в УП.
Коррекция скорости должна выполняться плавно, без скачков, с ускорением, не превышающим допустимого. При этом необходимо заново подготовить исходные данные для отработки уже интерпретированных кадров, а также пересчитать путь торможения и заданные значения скоростей по координатам в кадре. Во избежание перерыва в управлении приводами необходимо исключить возможность опроса клавиатуры коррекции скорости подачи в конце отработки кадра. Запрещенный отрезок времени примерно равен минимальному времени отработки кадра Tmin. Для его выявления можно сравнивать остаток пути по ведущей координате со значением V К.К Tmin, где V К.К – скорость по ведущей координате в конце кадра.
2.2.1. Коррекция на размер инструмента. Коррекция на отклонение ΔR ф радиуса инструмента (фрезы) при контурной обработке существенно зависит от того, является ли заданный контур сопряжённым. Сопряжённая кривая не содержит изломов (углов) в точках сопряжения участков.
2.2.1.1. Коррекция на радиус фрезы для сопряженных контуров. Для сопряженного контура (рис. 3.16) можно выделить при коррекции следующие участки: 0-1 – участок, когда коррекция не требуется и не производится (например, инструмент подводится к детали); 1-2 участок выхода на эквидистантный контур 2'-6'; 2-6 – участок движения по эквидистантному контуру, в том числе 3-4 и 4-5– с обработкой детали; 6-7 – участок возврата на расчётную траекторию.
а)
б)
Рис. 3.16. Расчёт эквидистантного контура для сопряжённой кривой
Необходимость коррекции задается подготовительной функцией G41 (инструмент слева от обрабатываемой детали, рис. 3.16, а)и подготовительной функцией G42 (инструмент справа, рис. 3.16, б). Выход на эквидистантный контур следует программировать на прямолинейном участке и во избежание подреза – вне зоны обработки.
Аналогично программируется возврат на расчётную траекторию при отмене коррекции подготовительной функцией G40.
При выходе на эквидистантный контур необходимо в конце прямолинейного участка 1-2отклониться по нормали от расчётной траектории на поправку ΔR фв сторону инструмента (при G41 – влево, а при G42 – вправо). При этом новые приращения координат Δx '12 и Δy '12могут быть рассчитаны по формулам:
Знаки перед вторыми слагаемыми зависят от подготовительной функции: верхние – для G41, нижние – для G42. На прямолинейных участках 2-3и 5-6приращения координат на эквидистантном и расчётном контурах равны.
Расчёт эквидистантной дуги сводится к увеличению её радиуса на ΔR ф (при сочетании подготовительных функций G41 и G02 или G42 и G03) или уменьшению его (при G41 и G03 или G42 и G02). Необходимо пересчитать координаты начальной точки дуги относительно её центра:
; 
,
где I, J и I ', J ' – координаты начальной точки расчётной и эквидистантной дуги соответственно.
Аналогичным образом определяются координаты конечной точки эквидистантной дуги. Затем определяются приращения координат:
Для уменьшения накопленной погрешности при расчёте I и J корректирующую поправку можно взять равной поправке в конце предыдущего кадра. Таким образом, точность вычисления Δx' и Δy' будет определяться только точностью вычисления последних поправок (без накопления погрешности). При возврате на расчётную траекторию по подготовительной функции G40 необходимо к приращениям координат в этом кадре прибавить с обратным знаком поправки, рассчитанные в последнем кадре круговой интерполяции.
2.2.1.2. Коррекция на радиус фрезы для несопряженных контуров. Объём вычислительной работы для расчёта корректирующих поправок на радиус инструмента значительно возрастает при отработке несопряженных контуров. Рассмотрим расчёт корректирующих поправок на примере контура, состоящего из двух отрезков прямых (рис. 3.17). Начало координат для простоты рассуждений совместим с точкой излома. Для траектории движения центра инструмента излом переместится в точку А, являющуюся пересечением двух прямых, отстоящих от заданных на расстоянии ΔR ф. В результате 1-й участок изменится на длину отрезка ВА, а 2-й – на длину отрезка АС. Задача расчёта поправок заключается в определении проекций этих отрезков по осям координат. Для этого определим координаты точки А и вычтем из неё координаты точек В и С.
Рис. 3.17. Расчёт корректирующих поправок при несопряжённом контуре из двух отрезков прямых
Координаты точек В и С для случая G41 равны соответственно:
; 
;
; 
.
Уравнения прямых АВ и АС могут быть записаны, так как известны координаты одной точки каждой прямой и углы наклона этих прямых.
Для прямой АВ; 
: для прямой АС: 
.
Совместное решение этих уравнений даёт координаты точки А:
Вычитая из координат точки А координаты точки В, получаем корректирующую поправку в конце 1-го участка. Вычитая из координат точки С координаты точки А, получаем корректирующую поправку в начале 2-го участка. Для получения суммарной корректирующей поправки для 1-го участка необходимо таким же способом рассчитать поправку в начале участка, а для 2-го участка – поправку в конце участка. При использовании рассмотренного способа для вычисления суммарной корректирующей поправки при подготовке исходных данных необходимо обрабатывать сразу два кадра. Достоинство рассмотренного способа заключается в том, что алгоритм расчёта корректирующих поправок одинаков как при обработке внешних углов, так и внутренних, и не требует введения дополнительных кадров.
Коррекция на длину инструмента выполняется в кадре с подготовительными функциями G54, G55 или G56 за счёт изменения приращения по координате. Отмена коррекции реализуется функцией G53.
Для расчёта поправок на размеры инструмента необходимо кроме задания подготовительной функции указать в кадре адрес ячейки, в которой находится численное значение поправки (в системах типа NС – номер клавиатуры). Так как для каждого инструмента в общем случае используются две поправки (на радиус и длину), то ГОСТом рекомендуется задавать номера коррекций под адресом Т. Первые две цифры указывают номер инструмента, и для сокращения объёма программы номер первой коррекции принимают совпадающим с номером самого инструмента. Вторые две цифры указывают номер второй коррекции. Ввод значений корректирующих поправок в память устройства ЧПУ может осуществляться как до начала, так и во время обработки детали. На пульте оператора системы ЧПУ необходимо набрать номер корректирующей поправки и её численное значение, затем нажатием клавиши заслать численное значение поправки в память системы. Номер корректирующей поправки определяет адрес ячейки памяти, куда записывается её численное значение.
Рассмотренные алгоритмы коррекции УП на отклонение размеров инструмента от расчётных размеров справедливы лишь при контурной обработке или при объёмной построчной обработке шаровой фрезой. При объёмной обработке на многокоординатном фрезерном станке коррекция УП на размеры инструмента требует большого объёма вычислительных работ и обычно выполняется универсальной ЭВМ при автоматической подготовке УП.
2.2.2. Коррекция неточности установки заготовки. При обработке крупногабаритных деталей (особенно в условиях ГАП) точная установка заготовки сопряжена с большими трудностями.
Рис. 3.18. Коррекция неточности установки заготовки
В общем случае в плоскости стола, на котором устанавливают заготовку, начало системы координат станка х', у' оказывается смещённым относительно начала координат расчётной системы ху в точку х 0 у 0, а оси – повёрнутыми на некоторый угол α (рис. 3.18). Смещение начала координат устраняется за счёт введения «плавающего нуля», для компенсации поворота координат необходимо пересчитать приращения по координатам Δ х и Δ y и координаты центра дуги I, J при круговой интерполяции:
; 
;
; 
.
Пересчёт координат необходимо выполнять при подготовке исходных данных для отработки очередного кадра. При линейной интерполяции объём вычислительных работ для коррекции неточности установки заготовки состоит из четырех умножений и двух сложений. При круговой интерполяции объём вычислительных работ вдвое больше, но он остается ничтожно малым по сравнению с общим объёмом вычислительных работ при подготовке исходных данных для отработки очередного кадра.
Для определения координат х' 0 у' 0 точки 0 в системе х'у' и угла поворота α можно использовать на заготовке две базовые точки (или два базовых отверстия) с известными расчётными значениями координат х 1 у 1и х 2 у 2. Используя формулы преобразования координат за счёт параллельного переноса начала координат и поворота осей, можно записать следующую систему уравнений:
Из этой системы можно определить неизвестные х' 0, у' 0, sin α и cos α и проверить точность вычислений и измерений, вычислив sin2 α + cos2 α.
Для автоматического определения координат х' 0, у' 0и угла α необходимо с пульта оператора или из ЭВМ верхнего уровня ввести координаты х 1, у 1и х 2, у 2базовых точек в расчётной системе координат. Необходимо также замерить в режиме ручного или автоматического управления приводами значения координат х' 1, у' 1 и х' 2, у' 2 этих точек в координатной системе станка. Для решения системы уравнений в устройстве ЧПУ можно предусмотреть специальный режим.
2.2.3. Прочие коррекции. Для достижения высокой точности обработки требуется компенсировать индивидуальные погрешности измерительных и механических устройств технологического оборудования. Одной из составляющих погрешностей является внутришаговая погрешность датчика положения. Она имеет периодический характер (период равен цене оборота ДП). Кривая погрешности снимается с помощью калибровочных приборов и для записи в память системы ЧПУ аппроксимируется кусочно-постоянной или кусочно-линейной функцией. Первый вид аппроксимации требует большого объёма памяти, второй – большого объёма вычислительных работ.
Второй составляющей является накопленная погрешность. Это либо погрешность механических узлов, не охваченных обратной связью, либо погрешность индуктосина, связанная с непостоянством цены его шага. Характерной особенностью функции этой погрешности являются большие пределы аргумента (весь диапазон изменения координат). По мере эксплуатации технологического оборудования эта погрешность изменяется из‑за износа механических узлов, поэтому время от времени необходимо заново снимать кривую погрешностей и заносить её в память системы ЧПУ.
В станках консольного типа необходимо компенсировать прогиб консоли. Для этого в систему ЧПУ необходимо ввести математическую зависимость погрешности на координаты от вылета стола или инструментальной головки (рис. 3.19). В случае консольного крепления инструмента погрешность Δ y зависит от длины инструмента. В случае консольного крепления стола при обработке крупногабаритных деталей прогиб стола Δ z зависит от массы обрабатываемой детали. Особенно характерна такая погрешность для роботов. Перечисленные погрешности должны учитываться при расчёте текущих значений координат станка, т. е. их компенсация предъявляет повышенные требования к быстродействию системы ЧПУ. При использовании кусочно-линейной аппроксимации внутришаговой и накопленной погрешностей для их компенсации необходимо по текущему значению координаты x текнайти значения погрешностей δi и δi +1 для двух ближайших узловых точек х 1и х 1+1, вычислить значение погрешности для х тек
.
Если записать узловые точки в память с одинаковым шагом по координате, то для их адреса можно использовать определённые разряды текущего значения координаты. Шаг записи зависит от погрешности и требуемой точности аппроксимации. Для накопленной погрешности при нахождении адреса ближайшей узловой точки необходимо использовать старшие разряды текущего значения координаты; для внутришаговой погрешности используют разряды, старший из которых соответствует половине цены оборота ДП.
Несколько по-другому должна компенсироваться погрешность неохваченной обратной связью механической части станка типа «люфт». Она появляется только при изменении направления движения системы, поэтому при изменении направления движения к текущему значению координаты необходимо прибавить (вычесть) значение люфта. Люфт может зависеть от текущего значения координаты и изменяться в процессе эксплуатации технологического оборудования.
При точном позиционировании необходимо обеспечить переходный процесс без перерегулирования. В этом случае, когда имеет место монотонное движение, известно фактическое положение инструмента – на одной границе зоны нечувствительности (люфта). В противном случае привод может остановиться в любой точке внутри зоны.