數控機床加工精度提高技術研究

張峻琿

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

關鍵詞：數控機床；加工精度；技術研究

隨著科技的不斷發展，現代加工技術水平也得到了進一步提升，目前，數控機床的運用越來越廣。數控機床的加工精度高的話，所生產的產品質量也會得到進一步的提升。數控機床的自動化程度較高，在制作較為復雜的零部件時會更加方便省時。在進行數控機床加工時，加工精度直接影響到數控機床的加工質量。影響到數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，旨在進一步提高數控機床的加工精度，為我國生產制造業帶來更多便利。

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計、裝配，再對零件進行科學加工，并合理控制環境，以此來避免或減少誤差源的產生。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。誤差防止法是提高數控機床加工精度的最基礎的方法，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過程中無法避免會出現的。幾何誤差主要是因為機床自身所存在的問題、機床各部件在生產中出現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，可以加大研究制造高精度主軸與導軌的力度，不斷改進現有技術，使用新型材料來進行設計制作。

在我國，被使用最多的減少幾何誤差的方法是調整機床的床身、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。將加工部件的動靜狀態的剛度與溫度控制在一定范圍內就能夠在極大程度上提高數控機床的加工精度。

（二）熱變形誤差防止

隨著科技的發展，生產制造企業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品時，熱誤差會直接影響到產成品的質量，阻礙了加工精度的進一步提升。

機床熱誤差產生的原因主要是因為馬達、軸承等部件因為受熱而出現變形所導致的，熱變形出現的過程如下：溫度升高的部件在與其他部件接觸或靠近的時候將熱量向周圍傳遞，因此導致零部件出現變形，導致熱誤差出現的原因有多重，并且呈現非線性特點。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。生產制造企業要減少熱誤差的出現，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構來進行機床加工，在廣大生產制造企業中運用最多的方法有減少部件的發熱、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。在經過一系列的分析、總結之后，工作人員基本掌握了原有誤差的數據與特點，并根據原有誤差來建模，創建出一個人為誤差，人為誤差的數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的目的，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，但是因為機床結構不斷變化，精度與復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。

隨著科學技術的不斷發展與進步，神經網絡開始出現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為基礎的誤差模型，同樣也得到了廣大生產制造企業的青睞。截至今日，出現了許多種能夠進行誤差補償的模型，它們都能夠對機床的精度與誤差進行分析與檢測，提高了數控機床的加工精度，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新的誤差，所以并沒有辦法在本質上解決機床誤差。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，精度建模的理論應用于實際中仍受到一定限制。

（五）誤差補償技術

隨著數控機床技術的不斷進步，生產企業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的研究力度。誤差補償技術僅能夠調整機床最后產生的誤差值，并不能夠對機床的整體結構進行修改，所以誤差補償技術也是提高數控機床加工精度的最佳辦法之一。

進行誤差補償的方法主要有以下幾種：

一是靜態補償法，這種方法只能夠按之前所輸入的數值來進行補償，沒有辦法根據加工過程中現狀的變化來進行數值修改，因此靜態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中的檢測與反饋來完成補償，這種補償方法雖然能夠根據實際情況來進行數值修改，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，它能夠根據外部環境的變化來修改補償值，還能夠對不同的誤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、結語

為了能夠進一步提高數控機床的加工精度，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的技術與方法，并希望能夠對我國機械加工制造業起到一定的幫助，進一步提高我國數控機床加工的精度。

參考文獻：

[1] 于濤.機械加工過程中的振動特點及預防措施[J].科技創新與應用，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].企業技術開發，2014，（09）：178-179.