數(shù)控機床加工精度提高技術(shù)應(yīng)用與存在問題分析

摘 要 數(shù)控機床加工技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機械加工中最常見的技術(shù)之一，而隨著工業(yè)革命的進一步發(fā)展，人們對于機械制造行業(yè)的精度化、個性化要求越來越高。如何提升數(shù)控機床加工精度成為社會內(nèi)外普遍關(guān)注的重點。為此，本文主要從數(shù)控機床加工精度提高技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀入手，分析現(xiàn)存的數(shù)控機床加工精度提高技術(shù)存在的問題，從而對癥下藥，實現(xiàn)對數(shù)控機床技工精度提高技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞 數(shù)控加工精度;提高技術(shù);應(yīng)用;存在問題

隨著我國產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大，數(shù)控機床加工在機械生產(chǎn)加工中的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，其為我國機械加工帶來了新的技術(shù)革命，使得機械加工成為精細化、自動化、批量化加工。但是仍舊存在著加工精度出現(xiàn)誤差等情況，因此如何提高數(shù)控機床加工精度是制造業(yè)研究的熱點所在。

1數(shù)控機床加工精度的影響因素

一般情況下，數(shù)控機床加工過程中，存在系統(tǒng)誤差和隨機誤差，會直接影響到數(shù)控機床加工的精度。

系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差主要是機械加工中不可避免的誤差值，其是因為機床原本的各種參數(shù)值設(shè)置，機床控制系統(tǒng)等所帶來的。當(dāng)前在數(shù)控機床加工中系統(tǒng)誤差所產(chǎn)生的誤差是無法通過調(diào)整加工技術(shù)等措施解決的，其根本解決方案就是不斷地完善和優(yōu)化機床的控制系統(tǒng)。

隨機誤差。在數(shù)控機床加工中，長時間的運作可能帶來機床的一些零部件或是參數(shù)值情況發(fā)生變化。如，長時間操作下，機床的切割工具發(fā)生變形誤差。因此這些隨機誤差是可以被機床加工人員或是是機床檢修人員所觀測到的，但是其發(fā)生的時間、發(fā)生的地點等都具有不確定性和不可控制性。在機床加工中需要提高警惕心理，隨時進行機床設(shè)備的、系統(tǒng)的監(jiān)控管理[1]。

2數(shù)控機床加工精度提高技術(shù)的應(yīng)用

針對數(shù)控機床加工精度的影響因素可知，當(dāng)前可以采用的精度提高技術(shù)正式誤差防止法和誤差補償法兩種。誤差補償法就是通過建模的方式，將機床控制系統(tǒng)原本存在的誤差情況通過后期的參數(shù)調(diào)整，從而實現(xiàn)左右誤差的相互抵消，從而提高數(shù)控機床加工精度。而誤差防止法則是通過對數(shù)控機床的一些設(shè)備的優(yōu)化等，從根本上消除因為機床運行中一些零部件出現(xiàn)偏離所帶來的誤差。

誤差防止法。誤差防止法主要是通過對數(shù)控機床的各種零部件等的優(yōu)化升級，從而降低機械制造過程中，這些零部件等產(chǎn)生故障、變形等帶來的誤差。從根本上減少或是避免誤差源的產(chǎn)生。如，熱變形誤差防止。該誤差的產(chǎn)生具有不可控制性。熱變形誤差產(chǎn)生的原因在于機床在加工過程中，諸如馬達、軸承等零部件會隨著加工時間、加工精準(zhǔn)度等的變化所持續(xù)受熱升溫，這種溫度會傳導(dǎo)給機床的其他零部件，由此導(dǎo)致整個機床溫度升高，機床原有的工作狀態(tài)也會發(fā)生變化，所生產(chǎn)加工出現(xiàn)的機械產(chǎn)品精度也會受到這一部分的影響。而采用誤差防止法，其能夠通過采取相應(yīng)措施，從源頭入手，控制機床零部件的受熱升溫情況。如，采用阻率較小的導(dǎo)體材料，從而降低其發(fā)熱量;另外還可以在機床設(shè)計中導(dǎo)入一些水冷系統(tǒng)或是采用導(dǎo)熱性較好的材料，確保機床內(nèi)所集聚的熱能能夠及時導(dǎo)出，防止其對于其他的零部件的導(dǎo)熱影響。

誤差補償法。誤差補償法主要是對于機床加工設(shè)備和控制系統(tǒng)原有不可消除的誤差的糾正方式。如，系統(tǒng)誤差中會產(chǎn)生一個向右的誤差，則通過分析、統(tǒng)計等方式，將這一誤差值確定出來，對于機床各種生產(chǎn)參數(shù)進行調(diào)整，使其能夠產(chǎn)生一個向左的誤差值，因此兩相抵消，提高機床加工精度。采用誤差補償法需要進行誤差建模、誤差識別以及補償。誤差的建模需要借助多種方式，如，三角幾何法、適量描述法等，機床的控制系統(tǒng)操作管理人員必須要能夠熟練掌握這些方式，從而根據(jù)機床的操作特征等進行大量的計算，從而才能夠構(gòu)建起一個科學(xué)、準(zhǔn)確的誤差模型。而誤差的辨識和補償，就是在建模完成之后，對于誤差大小情況進行辨識，從而提供相應(yīng)的補償數(shù)值。

3數(shù)控機床加工精度提高技術(shù)存在的問題

上述提到數(shù)控機床加工中影響精度的原因機制，也提出當(dāng)前常用的精度提高技術(shù)。但是在實際的操作中，不論是誤差防止法還是誤差補償法，兩者都存在著執(zhí)行問題。

誤差防止法執(zhí)行存在的問題。誤差防治法相較于誤差補償法具有較高的操作性，所起到的精度提升的效果也很明顯。但是從根本來說，在執(zhí)行中。受到操作人員的專業(yè)程度的影響，如機床操作控制人員，對于誤差產(chǎn)生的原因機制無法明確的判斷出來，則其采用的誤差防止方式將無法發(fā)揮作用。另外，有的數(shù)控機床加工企業(yè)中，其對于精度提高技術(shù)的認(rèn)識不清晰，未能夠為機床精度提高技術(shù)提供足夠的資源支持，實現(xiàn)機床控制系統(tǒng)、機床相關(guān)零部件的更新變革。

誤差補償法執(zhí)行存在的問題。對于誤差補償法的實踐應(yīng)用而言，其仍舊面臨著很多的挑戰(zhàn)。第一，尚未形成統(tǒng)一的誤差補償法的公式。不同的數(shù)控機床所具有的系統(tǒng)誤差情況是不同的，因此在誤差補償法中，需要根據(jù)實際機床運行情況，實現(xiàn)對機床的建模、辨識以及補償設(shè)計。而這需要具有專業(yè)統(tǒng)一的計算公式，確保能夠?qū)⑺械挠绊懸蛩乜紤]進去，完成系統(tǒng)誤差的計算以及補償。第二，誤差補償法的相關(guān)理論支持尚未成熟，誤差補償法的各項流程需要大量的計算，但是這些計算所涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)容易被機床及數(shù)控系統(tǒng)的開放性所影響，所涉及的數(shù)值隨時都在動態(tài)變化中，因此快速的誤差辨識難以實現(xiàn)。

4結(jié)束語

綜上所述，在相關(guān)理論以及機械加工設(shè)備技術(shù)的支持下，數(shù)控機床加工的精度得到了一定的改善提升，但是在實際的操作中仍舊受到諸多因素的影響，存在諸多的不足。歸根究底，常見的數(shù)控機床加工精度影響有系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩種。由于這兩種誤差產(chǎn)生的原因機制不同，所采用的精度提高技術(shù)也不同。對此要求對癥下藥，采取各自的有效技術(shù)，但是同時也要求做好內(nèi)部管理工作。如，從改善數(shù)控機床加工操作人員的專業(yè)性，提高操作人員對于精度的控制，并且能夠自主創(chuàng)新研發(fā)出誤差補償技術(shù)，還要求數(shù)控機床加工企業(yè)能重視加工過程中所出現(xiàn)的誤差，并且做好誤差補償工作。只有如此才能夠全面提高我國數(shù)控機床加工的精準(zhǔn)度。

參考文獻

[1] 王洪樂，周青華，熊青春.基于多體系統(tǒng)理論的數(shù)控機床加工精度幾何誤差預(yù)測模型[J].制造技術(shù)與機床，2018，（5）：78-83.

作者簡介

丁茂清（1982-），男，廣東省茂名市;學(xué)歷：大學(xué)本科，助理實驗師，現(xiàn)就職單位：茂名職業(yè)技術(shù)學(xué)院研究方向：數(shù)控技術(shù)與模具制造。