經濟型數控機床加工中誤差來源分析及其對策

李侯強

（齊重數控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

經濟型數控機床加工中誤差來源分析及其對策

李侯強

（齊重數控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

數控機床在建造業、生產技術方面的運用相當廣泛，它能夠提高生產的精確性，簡便工作環節，節約工作時間。經濟型數控機床是在普通機床數控發展的基礎上出現的新的機床加工形勢，與傳統的機床相比，它的精準性更高，受困擾因素少，且技術更為先進和突出。但是由于經濟型機床使用的時間尚短，再加上一些無法克服的問題，使得它也存在一定的誤差。為了最大限度的減小誤差，提升系統運行的精確性，本文就結合我國經濟型數控機床加工的實際情況，簡單談談它的誤差來源，并分析它的特點，結合現狀找到有效對策避免誤差，發揮出經濟型數控機床的優勢作用。

經濟型數控機床；加工誤差；精度；走行對刀；工件定位

進入新世紀以來，我國各行各業的生產技術全面提高，制造業作為國家基礎建設行業，如何提升它的數控加工科學性，彰顯技術優勢就成為了我們探討的重點。經濟型數控機床與一般的加工機床相比，具有巨大的優勢特征，其維修便利、價格低廉、適用性更強，而且能夠實現零件的自動化加工。但是在實際使用過程中，經過調查顯示，它會受到諸多因素的影響，導致加工精度不準確，對部分零件的加工缺少適用性，加工范圍不受約束。針對這些不足，我國制造行業在具體經濟型數控機床加工使用的過程中，要注意誤差的控制，找到科學的方法避免誤差，從而發揮經濟型數控機床的優勢特點，使其得到長遠的推廣。

一、控制系統誤差—開環控制系統

控制系統誤差是經濟型數控機床誤差出現的主要原因，也是一類較為特殊的誤差現象，系統在具體運行中沒有配備相關的檢測裝置，反饋電路不合理，也是驅動元件在運行中出現不精準問題的因素。反饋裝置沒有包含在進給系統之中，前向通道不能夠反饋有效信息，輸出位置誤差在一定程度上必然會出現。經過系統的反復運行，分析得出控制系統誤差一是動態誤差，震蕩現象的存在會影響步進電動機的正常運轉，在頻率較低的位置單步運行狀況突出，動態誤差就會出現；二是啟停誤差，也就是控制系統在運行和停止過程中出現的誤差，步進電機在運轉和暫停中由于過度問題，電動機的轉機和控制脈相對，沖擊中就會出現暫時停止現象，造成誤差問題。

想要解決這一問題，可以從多方面入手。首先，要把好元件質量關，在滿足步進電機需求的基礎上，選用步進角度最小的機器；其次，驅動電路要保持良好，結合步進電動機的控制環節，選取最優質的驅動電路完成作業；最后，要從控制原理著手，對精確度要求高的大型設備更要注意，對步進電機的步數進行補償。

二、控制系統誤差—閉環控制系統和半閉環控制數控系統

在位置檢測的時候，閉環系統已經將進給傳動鏈包括的所有誤差統計在內，對其的精確度自然要求甚高。然而，由于一些不穩定因素的存在，調試工作難免存在不足。閉環控制系統的誤差來源于檢測裝置在安裝和制作中存在的誤差或者由于機床零件與機構之間無法緊密契合存在的差值，導致測量無法安全可靠。想要減小閉環控制系統存在的誤差，就要盡可能的使用高精度檢測裝置，提高構件與系統之間的契合度。在安裝檢測的過程中還要提升安裝水平，使兩者更好的結合。

半閉環控制數控系統主要服務于電動機，由于兩者在安裝時一同進行，也可以在滾珠絲杠軸的一端安裝檢測裝置，對對角位移實施計算，提高測量的穩定性，并通過反饋進行控制。這樣一來，其誤差的產生就無可避免，滾珠絲杠帶有的螺母副與導軌副之間必然存在誤差。

三、程序編制誤差

程序編制誤差也可以被成為逼近誤差，它主要是指將零件最初的輪廓形狀借助于列表曲線進行表示的過程中，其近似曲線與列表曲線互相接近的時候，方程表現出的形狀與零件原來的樣式之間的差異，就是程序誤差。在使用數控機床來對零件進行加工時，由于數控裝置之間具有互不相同的插補功能，所以與零件輪廓互相逼近的時候，都是選擇直線的方式進行，有的時候則是用圓弧。直線或圓弧在馬上臨近零件輪廓曲線的時候，逼近曲線和現實中輪廓原來的曲線之間會產生一個最大差值，這就是通常所說的插補誤差。

四、進給誤差

數控機床和傳動鏈兩者之間產生的誤差通常被叫做進給誤差，引起這種差值的原因較多。第一，由于時間的累積，滾珠絲杠的精確度下降，出現累積的螺距誤差；第二，較長時間的使用運轉，使得滾珠絲杠與螺母支架之間一直處在受力或者受熱的狀態，引起變形問題，導致誤差的存在；第三，工作臺出現在導軌方面的誤差。

想要盡可能的減小這種誤差，縮小差距，可以從兩方面著手。其一，對于開環系統和半閉環系統而言，可以利用數控系統對累計產生的螺距誤差進行控制，做好修改和補償工作。所以，一定要采用有效對策使用數控系統對軸運動實施管理，將差值自動考慮在內，并且采取科學的方式進行補償處理；其二，針對機械傳動鏈受到外力影響而導致的受熱問題，引發的誤差，在避免過程中要增大傳動鏈的剛性特征，也可以減小他們之間的摩擦力，進而避免誤差存在。

結語

總而言之，由于我國科學技術的迅猛發展，國家制造業迅猛前進，數控機床加工形勢也出現了多樣化趨勢。經濟型數控機床是現階段較新的技術手段，它在使用中對技術要求嚴格，復雜度高。想要提升我國的數控加工水平，就一定要找準誤差來源，分析誤差存在的原因，然后結合機械運作的實際情況，通過日常改造、減小進給誤差以及編程誤差等方式完善對策，從而促進經濟型數控機床加工的迅猛發展，發揮其技術優勢。

[1]劉博，徐慶華.經濟型數控機床加工中誤差來源分析及其對策[J].中國科技信息，2006（04）：112-113+117.

[2]趙顯日.經濟型數控機床加工中誤差來源分析及其對策[J].煤炭技術，2013（08）：56-58.

[3]王顯春.TKP6111/3經濟型數控銑鏜床運動誤差分析及補償機理的研究[D].吉林大學，2009.

[4]張毅.數控機床誤差測量、建模及網絡群控實時補償系統研究[D].上海交通大學，2013.

[5]韓春梅.數控機床加工中誤差來源及相關對策探析[J].黑龍江科學，2014（07）：258.

TG659

A