數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)的進(jìn)展及存在的問(wèn)題

梁杰

（廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院，廣東 珠海 519090）

數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)的進(jìn)展及存在的問(wèn)題

梁杰

（廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院，廣東 珠海 519090）

至今為止，數(shù)控機(jī)床技術(shù)及加工機(jī)械設(shè)施已經(jīng)成為了我國(guó)現(xiàn)階段機(jī)床生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最為常用的技術(shù)手段。隨著我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床加工精度作為影響其所制造機(jī)械質(zhì)量的重要因素，人們對(duì)于數(shù)控機(jī)床加工的精度要求愈發(fā)增加。這對(duì)于數(shù)控機(jī)床加工的發(fā)展既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，如何能夠把握住其發(fā)展的機(jī)遇為我國(guó)未來(lái)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)添磚加瓦，成為了制造研究者研究的重點(diǎn)問(wèn)題。

數(shù)控機(jī)床；加工技術(shù)；加工精度

1 數(shù)控機(jī)床的精度提升技術(shù)的研究進(jìn)展

在實(shí)際的數(shù)控機(jī)床加工中，數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)所產(chǎn)生的系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)性誤差都是影響數(shù)控機(jī)床加工精度的重大影響因素，并且很多原因都可能誘使上述誤差產(chǎn)生進(jìn)而影響數(shù)控機(jī)床的加工精度，例如，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行原始制造的過(guò)程中，管控系統(tǒng)、機(jī)床運(yùn)行產(chǎn)生的熱變形、切削作業(yè)對(duì)機(jī)床產(chǎn)生的負(fù)荷、共振等原因都可能在一定程度內(nèi)造成誤差的產(chǎn)生，進(jìn)而使數(shù)控機(jī)床的精準(zhǔn)度降低，為了能盡量避免該誤差的產(chǎn)生，目前人們常使用誤差防止法或誤差補(bǔ)償法進(jìn)行針對(duì)上述問(wèn)題的改善。

（1）誤差防止。誤差防止法是指可以通過(guò)人為的設(shè)計(jì)及制造的方式（例如，機(jī)床合理設(shè)計(jì)、零件以及機(jī)床配置的標(biāo)準(zhǔn)化等方面），通過(guò)減少常見(jiàn)的可能誤差源的方式，來(lái)改善、減緩直至消滅誤差的產(chǎn)生。這種方法在一定程度上對(duì)于由于與溫度有關(guān)所產(chǎn)生的數(shù)控機(jī)床熱變形是有效的，但是該方法很難完全消滅熱變形所產(chǎn)生的誤差。與此同時(shí)這種方法很大程度受到主機(jī)精度和機(jī)床配置零件質(zhì)量的影響，使該方法實(shí)際應(yīng)用、推廣受到很大限制。

（2）誤差補(bǔ)償。誤差補(bǔ)償法，即指通過(guò)人為的制造出新的誤差，以人為制造的誤差用以減弱甚至消抵原誤差的方法。這種方法通過(guò)對(duì)原始誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、整合、分析，進(jìn)而掌握原有誤差的形成特點(diǎn)，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)模型，根據(jù)模型設(shè)置與原有誤差數(shù)值完全相反的人工誤差，以期消抵原有誤差，繼而提升數(shù)控機(jī)床加工的精度。有上述可知，該方法操作的關(guān)鍵是對(duì)原有誤差進(jìn)行詳實(shí)的檢測(cè)與分析，從而構(gòu)建出正確、精準(zhǔn)的誤差模型，才是將人工誤差的作用最大化。常用的誤差補(bǔ)償方法如表1所示。

表1 常用補(bǔ)償方法及原理

2 數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)存在的問(wèn)題

大量研究表明，通過(guò)在數(shù)控機(jī)床操作中應(yīng)用誤差補(bǔ)償技術(shù)的效果是十分顯著的。首先，誤差補(bǔ)償技術(shù)能夠?qū)⑹褂谩坝病奔夹g(shù)需要耗費(fèi)大量人力、財(cái)力才能彌補(bǔ)的誤差通過(guò)較為容易的檢測(cè)建模工作輕而易舉的達(dá)到，同時(shí)由于誤差補(bǔ)償法是通過(guò)測(cè)量才進(jìn)行的后續(xù)補(bǔ)償操作使其比傳統(tǒng)“硬”操作的精準(zhǔn)度更加準(zhǔn)確。其次，使用誤差補(bǔ)償法可以在滿足制造人員對(duì)數(shù)控機(jī)床提升精準(zhǔn)度的同時(shí)將設(shè)備和儀器的成本控制在一個(gè)較低的范圍內(nèi)，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益。雖然誤差補(bǔ)償法所具備的優(yōu)點(diǎn)較多，但是其實(shí)際應(yīng)用仍舊存在一定問(wèn)題，使其在我國(guó)仍舊沒(méi)有到廣泛推廣。

（1）誤差補(bǔ)償技術(shù)沒(méi)有通用的規(guī)范化建模方式。在我國(guó)，誤差補(bǔ)償技術(shù)剛剛走入人們的視野之中，對(duì)其相關(guān)的研究還比較不充分，使得在實(shí)際對(duì)于誤差的測(cè)量操作中，沒(méi)有既定的標(biāo)準(zhǔn)，操作人員對(duì)于誤差的參數(shù)理解困難，就使得在針對(duì)原始誤差的建模環(huán)節(jié)進(jìn)行尤為困難。與此同時(shí)，對(duì)于原始誤差的建模工作，該方法中沒(méi)有程式化的通用建模模板，常用的數(shù)學(xué)空間模型又無(wú)法完全適用于同類型的不同數(shù)控機(jī)床，這便使得對(duì)于誤差空間建模工作尤為困難，很大程度上抑制了該技術(shù)的應(yīng)用。

（2）企業(yè)對(duì)于誤差補(bǔ)償?shù)难芯恐匾暢潭容^低。很大一部分企業(yè)管理人員目光較為短淺，在進(jìn)行提升精度方面寧愿選擇造價(jià)高、效果一般的誤差防止法也不愿意投入一定的人力、財(cái)力來(lái)進(jìn)行“未知成果”的誤差補(bǔ)償和數(shù)控技術(shù)的研究工作。這就使在實(shí)際企業(yè)工作中，誤差補(bǔ)償技術(shù)不能很好地與實(shí)際數(shù)控機(jī)床工作所結(jié)合，更無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模制造領(lǐng)域應(yīng)用。

3 數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)存在問(wèn)題的優(yōu)化措施

（1）企業(yè)應(yīng)該增加對(duì)誤差補(bǔ)償技術(shù)的重視程度，將企業(yè)有關(guān)技術(shù)的自主研發(fā)、可持續(xù)發(fā)展作為企業(yè)技術(shù)發(fā)展的首要目標(biāo)，與此同時(shí)，企業(yè)的制造管理人員應(yīng)該明確的意識(shí)到隨著人們對(duì)數(shù)控機(jī)床精度需求的提高，對(duì)于熱變形的誤差補(bǔ)償技術(shù)也將變得至關(guān)重要。

（2）定期的組織針對(duì)數(shù)控機(jī)床操作、研究人員的專業(yè)培訓(xùn)，只有提高了實(shí)際操作人員的專業(yè)技能，才能更好地使其在實(shí)際工作中累積正確的經(jīng)驗(yàn)，提升其針對(duì)誤差補(bǔ)償技術(shù)的自主創(chuàng)新、研發(fā)能力，進(jìn)而更好的將誤差補(bǔ)償技術(shù)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，做到互利互助，進(jìn)而提升我國(guó)數(shù)控機(jī)床的精準(zhǔn)程度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)上述情況的深入分析，可見(jiàn)我國(guó)目前的數(shù)控機(jī)床加工精度提升技術(shù)雖然已經(jīng)有了一定的發(fā)展和改善，但是其在實(shí)際的工作應(yīng)用中仍舊存在很多不足，因此為了能夠進(jìn)一步提升數(shù)控機(jī)床的加工產(chǎn)品的精度，最大限度地減少其加工過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差尤為重要，這就需要相關(guān)部門加大管理和技術(shù)優(yōu)化力度。

［1］張峻琿.數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)研究［J］.科技風(fēng)，2017，（2）.

［2］陶幸珍.數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)及其存在的問(wèn)題［J］.科技展望，2017，（6）.

［3］劉雷.數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)的進(jìn)展及其存在的問(wèn)題［J］.民營(yíng)科技，2017，（1）.

［4］李小彭，劉春時(shí)，馬曉波，等.數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)的進(jìn)展及其存在的問(wèn)題［J］.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2010，（11）.

Progress and Existing Problems of Improving the Machining Accuracy of CNC Machine Tool

LIANG Jie
（Guangdong Science and Technology Vocational College，Zhuhai，Guangdong 519090，China）

Up to now，CNC machine tool technology and processing machinery and equipment has become China's current stage of machine tool production in the most commonly used technical means.With the continuous development of China's industrial areas，CNC machining accuracy as an important factor affecting the quality of its manufacturing machinery，people for CNC machining accuracy requirements are increasing.This is both an opportunity and a challenge fot the development of CNC machine tools.How to grasp the opportunities for its development for China's future machinery manufacturing industry has become the focus of the study of manufacturing researchers.

CNC machine tools；processing technology；machining accuracy

TG659

A

2095-980X（2017）04-0040-01

2017-03-23

梁杰，實(shí)驗(yàn)員，主要研究方向：數(shù)控技術(shù)。