數控機床加工精度提高技術的進展及其存在的問題

梁榮浩

（齊重數控裝備股份有限公司）

摘 要：數控機床曾開創出我國生產行業的全新時代，而數控技術則是一種應用于數控機床的全新自動化生產技術，這項技術同時兼具高精度及高密度等優點，該技術主要被應用于機械制造業中較復雜零件加工當中。我國應充分結合我國工業制造業的實際需求，利用數控技術的根本理念推動我國機械制造行業的加工技術全面革新。本文主要對機床技術的深入研究及其技術中存在的誤差展開研究，對誤差防止的有效措施展開探討。

關鍵詞：機床加工精度；技術提高；誤差問題

衡量數控機床加工技術的具體標準是其強大的制造能力，隨著我國機械制造產業的快速發展，數控機床的加工技術也隨之提升，數控機床的高性能生產一直是我國機械制造業的重要標桿。可是伴隨著我國科技和工業水平的快速提升，機械制造產業的加工方式也隨之不斷更新換代。在數控機床行業中對應用數控技術的普及工作已逐漸成為我國機械制造行業當下所存在的核心問題并對數控機床行業的未來發展進行闡述。

1 數控機床的技術演變過程

1.1 精度提高技術

數控機床在加入自動化生產的行列后，其誤差問題一直是相關技術人員所關注的對象。為有效防止數控機床在實際操作中所出現的誤差，技術人員要根據機床的原始數據針對可能出現的誤差進行計算。通常導致誤差的原因是由于數控機床在實際操作中造成的熱變形而引起的，其操作中的超負荷是造成機床出現誤差的最終原因。其次，就是機床配件的損壞所引起的機床誤差，或者是系統在運行時受到外界因素的干擾而造成的誤差。為了降低這種誤差，技術人員針對其誤差中所存在的共性開展補救。針對機床的誤差補償技術人員可以通過提升機床配件的材質，來達到機床在運行中出現誤差的預防。

1.2 誤差的出現

利用產品的設計可有效防止數控機床在加工中所出現的誤差，可通過合理的進行機床零件的搭配減少其誤差來源，有效防止誤差的出現可充分提升機床的運行及加工速度。數控機床的偏差防止主要通過產品的設計及其制造路徑，即是機床在設計的過程中，應充分考慮到機床零件在加工時的裝配方式，對機床零件的生產環境進行有效的控制，技術人員要運用全方位的方式方法控制其誤差的出現。

這類控制法通常很大程度上是基于機床的熱源展開，其根本性的目的是減少加工中零件的變形及損毀，并對機床本身起到明顯的保護措施。機床的熱消除是導致其誤差的重要來源，充分控制機床的加工精度可有效防止這一現象的發生，同樣運用這種方式還可以有效減少機床在進行零件加工時的成本，降低由于機床損壞而產生的維修費用。

1.3 尺寸誤差幾何誤差防止

數控機床的幾何差伴隨著我國機械加工行業的發展而不斷演化，幾何差通常是由于制造過程中機床自身的缺陷而引起。在加工后零件的靜變形是機床幾何差的具體特征，為防止這一誤差的出現，我國已投入大量優秀的相關技術人員對幾何差加以研究，據我國數控技術相關專家研究表明，減少幾何差的出現可通過使用全新的工藝技術進行機床零件的加工作業，或是運用智能化的方式加強機床整體的精度，但是到目前為止專家給出的方法前提是在機床加工前期投入大量的改造費用，因此，這種方法并不適用于我國目前的機械制造加工行業。

2 數控技術存在的問題及分析

2.1 誤差補償技術的精度水平

我國數控技術相關的研究人員經過多年研究最終發現，有效提升數控加工的精度對我國當前的機械工程具有非常重要的意義，這項技術被國外稱為數控機床加工技術的硬技術，其補償技術的理念主要在于針對誤差補償技術的應用，這項技術在減少設備儀器成本的同時，也明顯提升了企業的經濟收益。雖然這項技術能滿足大部分機械制造業的基本生產要求，但是根據不同企業對生產要求的不斷改變，其缺少程式化設計的弊端便也隨之暴漏出來。為了有效彌補這一缺陷企業應加強機床的空間建模，在企業中普及這一機床技術的應用。

2.2 凈態補償法和蹤合動態補償法的基本應用

我國迄今為止為有效防止機床生產中的誤差出現，曾投入了大量的技術人員對這一問題加以研究，經研究表明這項技術的誤差值可通過補償技術的應用而自動校正，在技術應用后期技術人員便不再對機床的結構進行改進，因為相比提升機床精度這項技術更具備有技術人員所追求的要素，這個要素就是降低生產中的投入資金。

這項技術最早出現于20世紀80年代，是實時補償技術的發展，能根據工況、環境條件和空間位置變化來自動調整補償量，并能對各種誤差進行綜合補償。因此，必須加大對誤差補償研究的投入，根據現有產品建立最有效、最及時、最精確的誤差模型，從簡單到復雜，逐漸建立誤差補償技術的應用體系。如通過研究人員提出的基于多體系統理論的數控機床的幾何和熱誤差的綜合數學模型的補償方法、結合模糊邏輯與人工智能的動態誤差的模糊神經網絡模型，以及在多變量模糊模型工件結構與參數辨識中提出的主分量分析建模的新方法等，不斷地提高誤差的辨識速度和精度，從而有效提高數控機床的精度。

2.3 誤差合成補償法

這種補償法主要是以誤差合成公式理論作為其應用的主要依據，這種方法可通過對測量法的計算來得出機床實際的誤差值，之后再由誤差值進行公式合成計算出最終的誤差量。在這種方法的早期應用中，國外的某研究所的研究人員針對特定型號的測量機和其測量距離，在一定時間內測量出其工作空間中出現的大量誤差，并且在充分考慮到溫度造成影響的情況下，利用誤差參數進行誤差值的計算。在計算中國外研究人員得出適當運用矢量圖，便可得出機床各部件的誤差值，這一技術的應用加深了機床幾何差的進一步研究。

3 結論

到目前為止我國大部分企業已針對機床誤差防止及其補償技術進行了大量研究工作，在獲得研究成果的同時，也為今后技術人員的加深研究提供出很好的借鑒。我國技術人員通過對補償技術應用來降低機床在實際操作時所出現的誤差，伴隨著生產精度的不斷提升，解決了數控機床在加工生產中所存在的一系列問題。因此我國機械制造產業可通過應用數控技術來彌補機床生產中的缺陷。

參考文獻

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