數控機床機械加工精度提升中誤差補償法的實踐研究

張明杰

摘要：隨著機械制造技術的不斷發展，數控加工對機械工件額精度要求表現出了逐漸提高的特點，在數控加工設備的精度進行了不斷更新的情況下，誤差補償機制的應用，成為了提升工件加工精度的一項重要措施。在科學技術不斷進步的現代社會，數控機床加工精度的提升，可以在對機械工業的加工水平進行提升的基礎上，為我國國防能力和科學水平的發展提供幫助。

關鍵詞：數控機床;機械加工;精度提升;誤差補償

中圖分類號：TG519 ?文獻標識碼：A

引言

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。

1機械加工誤差的產生原因

1.1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。

1.2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。

2數控機床機械加工精度提升誤差補償技術的實踐分析

2.1硬件靜態補償法

硬件靜態補償法在數控機床機械加工過程中指的是增加外部的硬件結構，利用外力使數控機床通過副位置進行和誤差方向相反的運動，以此來減少誤差，在對螺絲的機械加工過程中，加工的數控機床絲杠之間會產生誤差，利用螺距校正尺來進行對數控機床絲杠進行螺距，就是一種靜態補償法。靜態補償法存在一定的局限性，不可以在運動過程中實行補償，只可以在對硬件各種參數或者數值實施平衡調整時實行補償。硬件靜態補償法很少單獨使用，大多情況下與其它方法結合使用。

2.2靜態補償法和動態補償法的結合使用

上文提到的靜態補償法，是在數控機床機械加工過程停止時實行誤差補償，因為本身具有局限性所以不會單獨使用，如果把靜態補償法和動態補償法結合起來，就可以實現相互的取長補短，提高促進加工精度的效率。動態補償法是在進行數控機床切削加工過程中，根據數控機床的空間位置，機床的實際加工情況，加工環境的具體變化，實行參數補償或者補償量，依據運動的實際情況來實行反饋補償。比如在軸承的數控機床加工過程中，利用對切削程度、熱量溫度、幾何形態的掌控來實行參數補償，動態補償法和靜態補償法相比更有用實用性，但是局限性在于投入成本較高，技術水平要求也更嚴格[3]。

2.3G代碼修改補償法

G代碼是數控機床生產實踐領域經常應用的一種實踐語言[2]。刀具補償功能是這一系統中的主要功能。在對刀位信息進行修改的基礎上，對誤差范圍進行補償，是G代碼的刀具補償功能的主要表現。從誤差補償機制的應用時間來看，五軸機床誤差補償模型的構建，可以對CAM軟件所生成的一些初始刀位進行修改。在對G代碼進行修改的過程中，相關工作人員需要對工件的幾何形狀進行確定，進而在對工藝過程和刀具軌跡進行確定的基礎上，完成機械加工的誤差補償工作。針對一些工作量相對較大、零件結構較為復雜的誤差補償工作，工作人員在對G代碼進行修改的過程中需要借助計算機的輔助作用完成編程工作。

2.4坐標偏置補償法

所謂的坐標偏置補償法就是指通過數控系統對參照位置，坐標原點的偏移等相關情況的反饋來實行誤差補償。程序員或者工作者在操作過程中，可以利用數控系統對零部件加工進行誤差校對，如果出現誤差，可以對坐標原點利用數控系統重新設置，這種坐標偏置補償法適合應用于三軸坐標類型的數控機床機械加工過程，對側頭的使用大多是固定側頭，再加之適當的軟件補償，保障穩定的地基。

2.5進給伺服系統補償法

在數控機械之中，伺服系統對各個加工坐標軸進行驅動的傳動裝置，在實際應用過程中，這一系統可以進行正反兩個方向的驅動工作。從數控機床機械加工對加工軌跡的要求來看，這一系統在正向運動及反向運動的進行過程中，可以將加工控制精度精確至0.1微米。調速范圍廣和響應過程的快速性是這一系統的主要特點。開環控制系統、閉環控制系統和半閉環系統是系統的主要組成部分。步進電機在開環控制系統中發揮著較為重要的作用。它的角位移和線位移與機床的脈沖數之間呈現的是一種正相關的關系，它的轉速與脈沖頻率之間也可以表現出一種正相關關系。將數控機床的指令脈沖轉化為電機輸出軸的旋轉運動，是開環控制系統對數控生產過程進行控制的表現。對指令脈沖進行控制，是利用開環系統進行誤差補償的有效措施。

結束語

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。

參考文獻

[1]丁來軍.誤差補償在提高數控機床機械加工精度中的應用[J].黑龍江科技信息，2016（10）：23.

[2]龍鵬，李洪濤，李安國.基于數控機床空間誤差提高其加工精度的補償方法研究[J].機械工程師，2012（6）：41-43.

[3]王倩，王賀.誤差補償在提高數控機床機械加工精度中的應用[J].科學與財富，2015（15）：161.

[4]李緒平.數控機床的誤差補償技術研究[J].中國機械，2015（5）：113-114.