數控機床幾何誤差測量研究現狀及發展趨勢

王立鵬

(齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

0 引言

如今在各種零件加工過程當中，對測量精度的要求直接的上升到納米級。而在一些零件加工過程當中，需要使用到大量的超精密的加工技術以及加工設備，而對于機械進行加工也具有更高的精度和能力，這就需要分析數控機床幾何誤差產生的原因，并且對于誤差進行補償。

1 數控機床幾何誤差出現的主要原因

在數控機床測量試驗過程當中，一定會出現數控機床的幾何誤差，而這種誤差的出現不可避免，只能盡量減小。在測量過程中，需要根據數控機床都有的特色對其進行離線測量，并且根據測量所得到的結果進一步修改幾何誤差，使幾何誤差出現的概率更小，之后對機床進行精度強化。

1.1 原始制造誤差

原始制造誤差產生的主要原因是，在施工機床各個部件工作時各個因素的影響而導致的運動誤差。原始制造誤差包括熱變形誤差以及控制系統的誤差，熱變形誤差是因數控機床測量過程當中某個構造的結構出現變形現象而引起的，而控制系統誤差則主要是因為在控制系統操作時，沒有事先進行調試或者是工作人員操作不規范而引起的，這兩者的誤差都會直接地影響到數控機床的正常運轉，對其安全性也有著不良影響。

1.2 數控機床使用時產生的誤差

在數控機床使用過程當中，可能會因為數控機床的刀具，測頭以及各種工件而產生誤差，這種誤差如果出現，就會使得零件的廢氣量達到最高，直接地影響到最終的制作質量。同時在數控使用過程當中，也可能會因為機床的振動而產生誤差。這是因為在數控機床使用過程當中進行測量需要經過比較多的工序，同時在其中涉及到的技術也比較復雜。在這種條件之下如果機床運轉不穩定就可能會出現振動，進而在零件加工過程當中影響到外部表現，使零件不能夠達到最終質量的要求。

2 做好數控機床的誤差測量以及誤差補償

2.1 數控機床的誤差測量

在進行數控機床誤差測量過程當中需要做好熱誤差以及力誤差的測量，因為數控機床具備較高的精密程度。如果因為工件測量過程中錯誤操作而導致外部出現變形現象，就會直接影響到最終零件的廢棄率。而想要對熱誤差進行測量，則需要感覺溫度傳感器的布點，從而選擇出有限的語言分析，之后，建立起熱誤差的模型，從而更好地對工件進行測量。而除此之外，在力誤差測量過程當中，其產生的主要原因是因為在零件加工工程當中，加工一些重型零件時，因為超出負荷限度而使得數控機床產生變形現象，或者是在工作臺移動過程當中，因為數控機床受力較為分散，導致機床出現變形現象。而這些變形現象都可能會對于最終的加工儀器測量帶來一定的偏移值。如果數控計算機和誤差最終所得到的測量結果出現了力誤差，這就需要分析裝夾力以及切削力等種種影響因素。但是因為在具有高精度的數控機床使用過程當中，并不會測量超出負荷的重型工件，因此力誤差不是數控機床幾何誤差產生的主要原因。

2.2 對于數控機床產生的幾何誤差進行補償

通過對于測量過程當中使用的方法及具體操作進行深入的分析，能夠針對性地進行誤差補償。而對于誤差進行補償則能夠進一步地使得工件具有更高的加工密度，而對誤差進行補償的方法可以通過在具有較大運動誤差的機床之上添加相關的硬件機構，從而對誤差進行補償，而通過這一種硬件補償的辦法，并不能夠及時地對于發射出來的信號進行反應，也不能根據工件的具體狀況進行修整。第2種則是在機床上安裝有關設備，通過陶瓷的細小變化，及時對誤差進行補償，而通過這種辦法可以根據工件的不同狀況進一步地修正誤差的補償值，并且還能夠及時地對于補償信號進行反應，進一步地了解到具體的精度以及功率。

3 數控機床幾何誤差測量未來的發展趨勢

對誤差測量原因進行分析，并且采取誤差補償，能夠進一步提高數控機床測量的精度，但是在數控機床使用過程當中，熱誤差、力誤差以及幾何誤差等多種誤差能夠直接結合在一起，使得最后得到的結果出現一定的誤差。在這種情況下，如果沒有搞清楚誤差產生的具體原因，對于其成因進行分析，則會使著誤差測量有著較大的困難，因此，就需要理清誤差產生的原因，并且進一步地提高數控機床的精度，進而制造出具有更高性能的測量設備。

4 結束語

在機床機械制造過程當中，對于測量結果中產生的幾何誤差測量進行深入的研究并且進行誤差補償，能夠將誤差產生概率降到最低，之后還能進一步提高機床測量的精度，促進機械制造行業更快的發展。