數(shù)控車床PLC加工精度的影響因素

數(shù)控車床在工業(yè)制造中起著重要作用，它能過批量生產(chǎn)精度要求較高的產(chǎn)品零部件，企業(yè)可通過運用數(shù)控車床節(jié)省更多人力物力，同時能夠獲得更高的利潤。在數(shù)控車床的加工過程中，精度是最為重要的，有很多因素會影響到加工的精度，故而在實際生產(chǎn)過程中，要注重分析這些因素的影響，為了提高精度，要不斷革新加工技術，提高生產(chǎn)水平。

【關鍵詞】數(shù)控車床 PLC 影響因素

數(shù)控車床作為一種集成了自動控制技術、計算機信息技術、機械制造技術等現(xiàn)代高新技術的先進加工設備，以其高自動化和高效率的特性在工業(yè)制造等行業(yè)受到了廣泛運用。其工作精度高，能夠批量生產(chǎn)精密儀器，經(jīng)濟效益好。在數(shù)控車床加工制造的過程中，精度好壞往往直接決定了產(chǎn)品品質(zhì)，為適應社會的高速發(fā)展，對數(shù)控車床精度的要求也在不斷的提高。故而，對數(shù)控車床加工精度影響因素的分析以及通過對這些因素的提高成為當下工制造亟待解決的問題。

1 數(shù)控車床PLC加工的特點

與普通車床相比，數(shù)控車床加工更為精確，操作者只需要輸入相應數(shù)據(jù)便可獲得較為精準的產(chǎn)品，通過對計算機信息技術的應用，數(shù)控車床在加工復雜零件時能夠達到普通車床所達不到的效果，即便是相當復雜的產(chǎn)品通過數(shù)控機床都能夠精準的生產(chǎn)出來，除此之外，數(shù)控車床所需要的前期準備工作較少，只需安裝待加工原材料以及輸入所需參數(shù)即可簡單生產(chǎn)，在生產(chǎn)制造的過程中，數(shù)控機床由于利用了較為先進的機械技術以及自動化技術，生產(chǎn)所需的時間也大大減少，操作人員的工作強度將得到很大程度的降低；然而，由于數(shù)控車床的科技性較強，對其操作人員相較普通車床也更高，原本操作普通車床的工人需通過一段時間的學習才能夠掌握其使用技巧，而其維修人員也需要有更高的技術素質(zhì)，并且數(shù)控車床的高精密性決定了其維修所需的成本也更高。企業(yè)在應用數(shù)控車床時應充分考慮到數(shù)控車床的特點，并根據(jù)自身的需要對車床進行挑選。

2 數(shù)控車床PLC加工精度的影響因素

現(xiàn)代的數(shù)控機床一般都是通過伺服電機對滾珠鋼絲的驅(qū)動來實現(xiàn)的，采用半閉環(huán)控制和伺服進給控制的數(shù)控車床工作時，電機中反方向運動的絲杠會導致空隙的空運轉，在軸承與軸承座之間的空隙中就會出現(xiàn)反向間隙誤差，在外力的配合作用下，機床傳動和運動部件將發(fā)生彈性形變，導致正向運轉誤差和反向間隙共同影響部件均勻受力，故而一旦滾珠鋼絲出現(xiàn)傳動誤差，車床的加工精度將會受到較大的影響。除此之外，在數(shù)控車床加工的過程中，由于車刀和待加工材料間或數(shù)控車床在運行內(nèi)部會摩擦產(chǎn)生熱，熱量積累導致車床發(fā)生形變，在此過程中車床的加工精度將會有很大的降低；有些數(shù)控車床在生產(chǎn)時由于技術不夠精良等原因會導致車床本身出現(xiàn)較大的幾何誤差，這種誤差易于發(fā)現(xiàn)但是對生產(chǎn)效率的影響較大；車床在加工過程中，刀具經(jīng)過反復利用，難免會產(chǎn)生磨損，數(shù)控車床要求刀具硬度要高、耐磨性和耐熱性要好，即便如此在經(jīng)過反復多次的利用之后，刀具磨損是不可避免的，一旦刀具有所磨損，加工的精度就會在很大程度上降低；刀具上可能出現(xiàn)誤差的另一個原因是刀具的幾何參數(shù)本身就存在誤差，這一點會導致同種類型的工件加工在更換了刀具前后會出現(xiàn)誤差；待加工材料在加工之前需要由操作人員安裝到車床上，人工操作的安裝過程難免會出現(xiàn)誤差，對工件的加工也會有一定影響；此外還有很多其他對車床加工精度有所影響的因素，這其中，伺服給進系統(tǒng)誤差和刀具幾何誤差導致的精度降低最為常見，是主要的誤差來源。而通過國內(nèi)外的調(diào)查我們也可以看到，在正常的加工條件下，數(shù)控車床自身的精度不足是導致加工工件精度較低的主要原因，因此在提高數(shù)控車床加工精度的探索中，技術人員應當著重研究如何提高車床本身的精度，從制作和后期使用上提高車床精度。

3 數(shù)控車床PLC加工精度的優(yōu)化改進

為減少數(shù)控車床在應用中可能產(chǎn)生的誤差，提高產(chǎn)品精度，技術人員應當從各個會對產(chǎn)品精確度產(chǎn)生影響的因素的角度來分析。但首要的是要最大限度的降低刀具幾何誤差以及伺服系統(tǒng)給進誤差。對于刀具幾何誤差，要優(yōu)先選擇硬度高、耐磨性好且耐高溫的金屬作為制作刀具的材料，并且定期更換已經(jīng)因磨損而老舊的刀具，在此基礎上，要注重運用技巧來盡力減小幾何誤差。

例如，技術人員可以采用“一刀多尖”的方法，將一把車刀在某一道工序中的運用從局限于某一表面擴展到多個不同的工件表面上，作為多把車刀來進行使用，這種方法不但能夠提高工件加工的精度，還可以在很大程度上減少消耗在車刀上的成本，為實現(xiàn)該過程，需要操作人員對數(shù)控車床進行重新編程，明確每一把車刀和每一種刀尖都有不同的表示方法，即不僅對車刀編號，還要對刀尖編號，在使用時通過分別輸入車刀和刀尖的編號來進行使用；此外，目前數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)正在推廣的“刀尖圓弧半徑補償”的功能也在減少誤差的程度上有很大的幫助，該功能通過對帶有圓弧的刀尖的運用，可在很大程度上補償可能會產(chǎn)生的誤差，切實提高軸類零件圓弧表面的加工精度，這項技術將會減少當前工件的生產(chǎn)切割過程中某一邊過切而另一邊少切的情況，利用補償?shù)姆椒ń档偷毒邘缀握`差。而對于伺服系統(tǒng)給進產(chǎn)生的誤差誤差，技術人員應當根據(jù)實際情況，依據(jù)軸向尺寸的變化改變軸向位移的長度，在此基礎上進行被加工零件加工程度的重新編寫。當然，類似的改進方法還有很多，但主要目的都是為了提供車床自身的精度，通過多種補償或減少誤差的方式來在一定程度上解決由于目前技術基礎不足導致的車床本身精度不足的問題，從這個角度考慮，技術人員可以嘗試研究如何生產(chǎn)出精度更高的數(shù)控車床，從根本上降低加工的誤差，以便更好的提升數(shù)控車床的加工精度。

總之，為滿足當下社會發(fā)展的需求，機械零部件的精度要求將飛速提高，數(shù)控車床需要應對其改變不斷地更新?lián)Q代，如何從各種角度提高數(shù)控車床加工的精度是整個工業(yè)制造行業(yè)所要面對的共同問題，企業(yè)不能拘泥于短期發(fā)展的需求，而是要放眼整個行業(yè)的發(fā)展，注重新革新的不斷升級，提高車床的加工精度，做到走在發(fā)展地前列，才能充分地提升自己的經(jīng)濟效益，以獲得更多利潤，同時推動社會科技的進步，為社會的發(fā)展盡自己的力量。

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作者簡介

馬海杰（1987-），男，河北省邯鄲市人。碩士學位。現(xiàn)為山西機電職業(yè)技術學院數(shù)控工程系教師、助理講師。主要從事數(shù)控機床裝調(diào)與維修方面的科研與教學工作。

作者單位

山西機電職業(yè)技術學院 山西省長治市 046011