數(shù)控機床加工精度提高技術(shù)研究

張峻琿

摘 要：在目前，因為數(shù)控機床有著較高的自動化程度，并且所加工產(chǎn)品質(zhì)量較高，產(chǎn)品柔韌性較好等多方面有點，在實際的生產(chǎn)制造過程中被廣大生產(chǎn)制造企業(yè)所青睞。本文對數(shù)控機床加工過程中防治誤差出現(xiàn)的方法進行的論述，提出了提高加工精度的技術(shù)方法，以期能夠改善目前我國生產(chǎn)制造企業(yè)的數(shù)控機床加工現(xiàn)狀，提高加工效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；加工精度；技術(shù)研究

隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代加工技術(shù)水平也得到了進一步提升，目前，數(shù)控機床的運用越來越廣。數(shù)控機床的加工精度高的話，所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量也會得到進一步的提升。數(shù)控機床的自動化程度較高，在制作較為復(fù)雜的零部件時會更加方便省時。在進行數(shù)控機床加工時，加工精度直接影響到數(shù)控機床的加工質(zhì)量。影響到數(shù)控機床加工精度的因素有多種，本文著重研究了避免加工誤差的操作與方法，旨在進一步提高數(shù)控機床的加工精度，為我國生產(chǎn)制造業(yè)帶來更多便利。

一、誤差防止法

誤差防止法所指的是通過對機床進行科學的設(shè)計、裝配，再對零件進行科學加工，并合理控制環(huán)境，以此來避免或減少誤差源的產(chǎn)生。誤差防止法能夠減少熱源溫升，并且能夠降低機床熱變形的概率，但是，誤差防止法并無法完全避免熱變形的出現(xiàn)。誤差防止法是提高數(shù)控機床加工精度的最基礎(chǔ)的方法，但是在實際運用過程中，誤差防止法會受到一定因素的限制。

（一）幾何誤差防止

機床幾何誤差是在機床加工生產(chǎn)過程中無法避免會出現(xiàn)的。幾何誤差主要是因為機床自身所存在的問題、機床各部件在生產(chǎn)中出現(xiàn)配合失誤和部件的變形所引起的，為了能夠避免或減少幾何誤差的出現(xiàn)，可以加大研究制造高精度主軸與導(dǎo)軌的力度，不斷改進現(xiàn)有技術(shù)，使用新型材料來進行設(shè)計制作。

在我國，被使用最多的減少幾何誤差的方法是調(diào)整機床的床身、滑枕以及立柱等部件，讓它們的動靜鋼都與抗振性都能得到很好的提升，以此來進一步提高機床的精度，較少幾何誤差的出現(xiàn)。將加工部件的動靜狀態(tài)的剛度與溫度控制在一定范圍內(nèi)就能夠在極大程度上提高數(shù)控機床的加工精度。

（二）熱變形誤差防止

隨著科技的發(fā)展，生產(chǎn)制造企業(yè)對機床加工精度的要求也進一步提升，熱誤差對于加工精度的影響越來越大，特別是當加工精度較高的產(chǎn)品時，熱誤差會直接影響到產(chǎn)成品的質(zhì)量，阻礙了加工精度的進一步提升。

機床熱誤差產(chǎn)生的原因主要是因為馬達、軸承等部件因為受熱而出現(xiàn)變形所導(dǎo)致的，熱變形出現(xiàn)的過程如下：溫度升高的部件在與其他部件接觸或靠近的時候?qū)崃肯蛑車鷤鬟f，因此導(dǎo)致零部件出現(xiàn)變形，導(dǎo)致熱誤差出現(xiàn)的原因有多重，并且呈現(xiàn)非線性特點。因為我國對熱誤差的認識要更晚一些，因此解決對策會稍少于幾何誤差。生產(chǎn)制造企業(yè)要減少熱誤差的出現(xiàn)，大多是利用減少熱源并控制熱能傳遞，或是使用熱能更加牢固的結(jié)構(gòu)來進行機床加工，在廣大生產(chǎn)制造企業(yè)中運用最多的方法有減少部件的發(fā)熱、建造冷卻回路、修改加工機床的格局與控制整體的加工溫度等方法。

（三）誤差補償法

誤差補償法所指的是由工作人來來創(chuàng)建出一個不一樣的誤差來沖抵或是減小原有問題中的誤差。在經(jīng)過一系列的分析、總結(jié)之后，工作人員基本掌握了原有誤差的數(shù)據(jù)與特點，并根據(jù)原有誤差來建模，創(chuàng)建出一個人為誤差，人為誤差的數(shù)值要與原有誤差的相同，但是方向相反，這樣才能夠達到誤差補償?shù)哪康?，從而進一步提高機床加工的精度。誤差補償法在使用過程中有多個關(guān)鍵步驟，這些步驟對于誤差補償來說有著極大的作用，而其中最為重要的就是誤差建模與誤差準確檢測。

（四）誤差建模

誤差建模由誤差運動學建模和誤差辨識建模二者組成，在機床精度建模中所使用的是誤差運動學建模。因為最初進行誤差補償時并不涉及到多項誤差，所以并不用使用到精度較高的模型，但是因為機床結(jié)構(gòu)不斷變化，精度與復(fù)雜度都有了一定提升，因此進行誤差建模是不可或缺的一個步驟。

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開始出現(xiàn)并逐漸被運用至機床建模當中，這也提高了誤差建模的效果。在最近幾年里，新興了一種以剛體運動學與小角度假設(shè)為基礎(chǔ)的誤差模型，同樣也得到了廣大生產(chǎn)制造企業(yè)的青睞。截至今日，出現(xiàn)了許多種能夠進行誤差補償?shù)哪Ｐ?，它們都能夠?qū)C床的精度與誤差進行分析與檢測，提高了數(shù)控機床的加工精度，但是因為能夠使用誤差建模的范圍不大，并且容易在誤差建模的過程中出現(xiàn)新的誤差，所以并沒有辦法在本質(zhì)上解決機床誤差。在進行誤差建模時需要考慮到多方因素，并且機床的不同也需要采用不同的建模方式，這樣會增加進行誤差建模的成本，精度建模的理論應(yīng)用于實際中仍受到一定限制。

（五）誤差補償技術(shù)

隨著數(shù)控機床技術(shù)的不斷進步，生產(chǎn)企業(yè)對加工精度也有了新的要求，對此，我國學者也加大了對機床誤差補償?shù)难芯苛Χ?。誤差補償技術(shù)僅能夠調(diào)整機床最后產(chǎn)生的誤差值，并不能夠?qū)C床的整體結(jié)構(gòu)進行修改，所以誤差補償技術(shù)也是提高數(shù)控機床加工精度的最佳辦法之一。

進行誤差補償?shù)姆椒ㄖ饕幸韵聨追N：

一是靜態(tài)補償法，這種方法只能夠按之前所輸入的數(shù)值來進行補償，沒有辦法根據(jù)加工過程中現(xiàn)狀的變化來進行數(shù)值修改，因此靜態(tài)補償法存在較大的弊端。

二是實時補償法，這種補償方法主要是憑借硬件系統(tǒng)中的檢測與反饋來完成補償，這種補償方法雖然能夠根據(jù)實際情況來進行數(shù)值修改，但是仍然會存在一些誤差。

三是綜合補償法，這種補償法進一步完善了實時補償法，它能夠根據(jù)外部環(huán)境的變化來修改補償值，還能夠?qū)Σ煌恼`差進行綜合測量并進行補償，是較為完善的一種補償方法。

二、結(jié)語

為了能夠進一步提高數(shù)控機床的加工精度，避免或減少機床加工過程中的各誤差是十分必要的，本文提出了誤差防止與補償?shù)募夹g(shù)與方法，并希望能夠?qū)ξ覈鴻C械加工制造業(yè)起到一定的幫助，進一步提高我國數(shù)控機床加工的精度。

參考文獻：

[1] 于濤.機械加工過程中的振動特點及預(yù)防措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，（09）：240-241.

[2] 曹婷婷.機械加工中的振動問題及其控制措施分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，（09）：178-179.