提高數控機床機械加工精度中誤差補償的應用探討

高泉

在追求生產質量的今天，數控機床加工領域首先必須達到提高其精度的目標。為保證精度，相關單位往往會運用專業的誤差補償方法，這些方法經過長期的使用與創新表現出越來越明顯的優勢，而如何充分發揮這些技術的作用，值得思考。

一、機械加工誤差的產生原因

（一）加工原理誤差

加工原理誤差是指在對機械零件進行加工的過程中，需要對各種技術、工具等進行綜合運用，而刀具輪廓和傳動比等要素會在一定程度上造成零件參數及理論誤差，這又會間接導致在整個數控機床機械加工行業中都極為常見的精度誤差現象。實際上，在數控機床的加工環節，工作人員為了確保操作流程與理論原理保持高度一致，往往會竭盡全力，但受制于實際操作時所用的加工方法和理論尚有差距，加工原理上的誤差就依然是不可能避免的。此外，在現實機械加工過程中所用的工具和理論模具也明顯不同，而刀具等如果無法達到理想狀態，往往會用近似的刀具曲面加以代替，這也可能導致刀具輪廓加工階段存在一定的加工理論誤差。

（二）工藝系統誤差

一般來說，機械零件受力點的位置發生轉變會在一定程度上帶來誤差。在加工時，工藝系統的切削著力點往往會因為加工位置的不同而發生一定的改變，導致受力點無法保持穩定而存在浮動，伴隨這一現象出現的結果便是誤差。此外，在機械加工過程中的受力程度會各有不同，這是因為進行加工的零件自身在材料、外形和大小方面有所差異。最終，受力點切削的力度差異會導致加工工藝方面的誤差。

二、數控機床機械加工精度提升的誤差補償技術

（一）硬件靜態補償法

在機械加工精度控制過程中，工作人員經常會用硬件靜態補償法進行處理。這種方法的操作原理是在添加外部硬件機構的基礎上，借助外力讓機床做和誤差方向相反的運動，進而起到控制誤差程度的作用。例如在加工螺絲的過程中，因為加工機床絲杠間本身不可避免地存在著誤差，此時借助螺距校正尺對螺距加以調節和矯正，就是靜態補償法的直接表現。盡管這種方法在操作中有一定的優勢，但其不足也是客觀存在的。它只在靜止狀態下對某些相關數值加以調節并起到補償的作用，在運動時是完全無法滿足補償的基本需求的。因此這種方法也往往用一種較低的頻率進行運作，且更需要和其他方法整合運用。

（二）靜態補償法和動態補償法綜合使用

如上文所述，靜態補償法的使用情況是數控機床加工靜止時，運用該方法能夠對精度做系統補償，為克服它不能在運動時產生作用的局限性，往往會將其與動態補償法進行綜合利用，這樣機床加工的精度會得到質的提升。而動態補償法指的是在加工切削的狀態下，結合機床所表現出的實際情況、整體環境特征和空間位置變化等做出必要的量或者參數方面的補償，并且可以在運動狀態下做科學的反饋補償，因此其實用性極強。但與之相對的，在運用這種方法時，需要非常高的數控機床的技術做基礎，且其對應的經濟成本也是極為高昂。

（三）進給伺服系統補償法

伺服系統作為一種可以驅動各加工坐標軸運動的重要裝置，它在工作時可以同時從正、反兩方向運轉，且結合加工軌跡的要求，確定具體的運動方向；而且它能達到的精度在0.1 微米，加上它的調速范圍寬、響應靈活且無超調、低速大轉矩，優勢極為突出。進給系統又可以分為開環、閉環、半閉環控制系統三種不同類型，工作人員會根據現實需要對具體的系統進行選擇運用。

（四）修改G 代碼補償法

G 代碼作為編制機床加工程序的重要語言，在其中自帶刀具補償性能，而具體的補償原理則是借助改變刀位信息進而修正誤差，該方式要求G 代碼的編程人員要對器件的形態大小、刀具軌跡等做出準確的把握；在后期的操作階段，一旦發生位置偏移就必須及時修改代碼從而達到補償目的。聯系實際看，該方法更多地被運用在簡單零件加工領域，數據的處理量相對較小；而面對結構較為復雜的零件的情況下，工作人員就要借助計算機的G 代碼控制完成修改任務。

（五）坐標偏置補償法

在實際使用過程中，工作人員會結合數控系統所展現的內容對零件加工的誤差展開校對處理，一旦發現誤差，就能夠迅速借助系統對原點坐標做科學的二次設置，及時對該誤差加以補償。坐標偏置補償法更多地被運用在三軸坐標的數控機床領域，該方法在使用側頭時往往依靠固定側頭，并且離不開基本的軟件補償，這是確保地基穩固的重要手段。

三、結語

綜上所述，加強對提高數控機床機械加工精度中誤差補償應用問題的探討，意義重大。由于加工誤差的存在，在很大程度上影響了機械產品的質量，必須盡量克服。為做到這一點，工作人員要首先抓住機械加工誤差的產生原因，并在此基礎上對幾種基本的數控機床機械加工精度提升的誤差補償技術加以研究，通過把握各種技術的操作原理和特征，對其進行準確利用，保證其充分發揮價值。