數控機床精度鏈設計方法研究

朱瑩

摘要 隨著社會分工的細化以及科學技術的不斷革新，各領域的新產品不斷涌現，機械制造業作為我國國民經濟發展的基礎性產業，其生產產品的類型更加趨于精密化和復雜化，尤其是在那些航天、航海以及軍事等關鍵領域所需要的機械零部件更加精準，技術要求也更為嚴格，而由于這部分零部件制造復雜且難度大，所以加工此類產品的設備需要不斷更新和調試，數控機床的應運而生為精密化產品的制造提供了極大地便利，然而由于數控機床加工精度受到多方面因素的影響，所以數控機床在運動過程中時常會出現加工存在誤差的情形，機械制造領域的專家學者開始逐漸關注和重視如何將機床運動的誤差予以消除或者大幅降低，進而對加工精度予以提升。本文首先就現代數控機床的自身優勢及其精度檢測進行簡要介紹，進而對數控機床精度連設計中應注意哪些問題進行淺析。

關鍵詞 數控機床；精度連；設計方法；設計研究

中圖分類號TH2

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）155-0073-02

數控機床隨著科學技術的不斷進步，其系統的控制模式也在不斷的更新換代，傳統的機床運動控制模式般難以將系統的動態運動特性直接予以體現，且不能準確的描述機床的運動特點，所以即使傳統的數控機床控制系統較為簡單且易于操作和控制，但是其優勢并不能與其劣勢相抵充，因為機械制造產品強調的是精度，所以傳統的機床控制系統不可避免為機床的運動帶來誤差的情況下，其使用的范同逐漸受到限制。同時在傳統機床運動控制系統中，坐標聯動會進一步加劇誤差范圍的擴大，所以這對于強調精度的機械制造產品來說是致命的打擊。因此，目前所普遍采用的數控機床越趨智能化，其不單單是一種技術的改革和創新，其囊括了諸如計算機技術、互聯網技術、傳感技術、機械制造以及成組技術、通信技術、信息數據處理技術、光電技術、現代控制技術等多種高科技，并將多種技術經過組合集中于數控機床的運動控制系統之中^[1]。

1 數控機床自身優勢概述

普通的機床或者專業化程度較高的自動機床面臨精密復雜零部件的制造同樣束手無策，而企業在面臨著市場激烈競爭的背景下，只有革新技術才能提高生產效率，才能通過降低成本獲得更大的利潤空間，數控機床作為一項技術革新，其不僅加工精度高，具有穩定的加工質量，而且數控機床可以進行多坐標聯動，加工傳統機床所不能加工的復雜的零部件，不僅能提升機床的加工效率，而且也使得產品的加工質量得到有效保障。除此之外，利于數控機床進行機械制造產品的加工也是對勞動者的福利，由于機床的智能化水平較高且自動化程度高，所以可以減輕勞動者的勞動強度。同時從數控機床產生與發展的歷史可以看出，數控機床的發展更加趨于高精度、高效率、高柔性、高自動化且功能趨于多元化^[2]。

2 數控機床精度鏈設計方法探析

2.1 數控機床精度檢測概述

數控機床因為所涉及的產品均為高精端產品，所以產品的相關系數出現絲毫差距也會影響產品的質量，因此對于數控機床在正式投入運行之前必須要進行精度檢測，而且在數控機床的使用過程中也要定期對數控機床的精度進行檢測。數控機床精度檢測的常用工具為檢套、檢棒、步距規、千分表、橋尺等。數控機床的精度主要包括幾何精度、傳動精度、定位精度、重復定位精度以及工件精度等類型，同時不同型號的數控機床在精度檢測方面所需要的條件和要求是存在差別的。

2.2 數控機床精度鏈設計的具體方法及注意事項

首先，要確保數控機床的精度就必須要對數控機床的運動系統形成有效的控制。數控機床的運動系統是一個相對較為復雜的動力學系統，加工精度是衡量數控機床是否具有良好性能的一項重要指標，其中影響數控機床加工精度的因素多種多樣，既包括數控機床本身存在影響精度的因素，而且還有可能受到其他因素的影響進而出現誤差，例如數控機床以及工藝系統出現變形、數控機床在生產的過程中產生振動以及磨損、數控機床的刀具存在磨損等等。不過在上述各影響因素中，數控機床自身精度是一個不可忽視的重要因素。因此，在數控機床運動的過程中，應盡量將機床的控制系統單獨設置為一個較為完整的模塊體系，爾后通過智能操作實現對機床系統的指令發布和有效控制，而且對于控制系統與設備整體系統的接口處更要實現對輸出最的有效控制。

其次，要善于利用在插補前進行加減速的控制。數控機床的運動由于加工工藝以及加工技術的要求不同，所以對于機床各個坐標軸的運動速度也要根據具體的加工工藝進行適度調整，如果在運動中采取插補后加減速控制，那么機床很有可能由于速度變化過大進而導致加工誤差增加，不僅違背了數控機床的運動目標，也會給產品質量帶來瑕疵。因此，在機床運動加工過程中應善于在插補前進行譯碼，并根據時段的具體情況判斷是否需要通過插補加減速度，這樣不僅能使得機床加工速度的平穩過渡，而且也是減少誤差的有效方法之一，進而提升加工精度。

最后，對于數控機床加工精度的提升主要包括兩種較為有效的途徑，一種是在數控機床開始運動之前，通過預檢測發現機床所存在的問題與誤差，進而從機床誤差產生的根源入手進行該問題的解決，這樣既能避免數控機床在運動過程中出現誤差的可能，而且也能一次性保證產品的加工質量。另一種途徑就是當數控機床在運動中產生誤差之后，相關技術人員和操作人員通過對誤差數據進行檢測和分析，進而總結經驗教訓，對機床之所以出現誤差的原因進行查找和完善，以期在今后的數控機床加工中能夠有效對誤差進行修正，降低機床出現誤差的可能，提升數控機床的加工精度。前者屬于誤差產生的事前預防，而后者則屬于避免誤差再次出現的事后預防。其中事前預防作為標本兼治的有效途徑之一，也是提升數控機床加工精度的基礎性方法，所以在機械制造領域的各位專家認真致力于通過改善數控機床向身的結構、提升數控機床的剛度以及通過改善數控機床制造材料的穩定性等方面的研究，以期能夠在數控機床運動之初就能將其可能產生的誤差值縮減到最小，甚至是消除機床可能會產生的誤差，進而提升機床的運行穩定性和精確性。

3 結論

綜上所述，數控機床的廣泛運用為現代制造業的發展和革新創造了可能并提供了條件，也為我國國內制造業的蓬勃發展和繁榮提供了巨大推動力。與此同時，數控機床的普遍應用不僅能在宏觀上為國內外制造業的發展構建新的格局，改寫制造業的歷史，而且從微觀的角度而言，數控機床在實踐當中的普遍采用還能在很大程度上提高制造產品的質量，提升勞動者的工作效率和生產效率，同時該項技術也能在一定程度上影響和改變我剛當下制造業的生產格局和結構，創新生產管理方式。因此，在數控機床精度檢測的過程中應嚴格按照機床的檢測程序進行，而且精度的檢測需要定期進行且每次檢測完成之后都要將相關情況進行記錄，對于精度檢測過程中發現的問題及時設計具有針對性的方案予以解決，只有如此才能讓數控機床加工系統更加精準，更好的為我國制造業的繁榮發展做出貢獻。

參考文獻

[1]李新友，徐寅，李強，等，多軸數控機床精度綜合方法研究[J].機床與液壓，2014，（19）.

[2]樊留群，朱志浩，陳炳森，提高數控機床運動精度方法的研究[J].同濟大學學報，2000，28（4）.