數(shù)控機床的誤差分析及補償方法

　　數(shù)控機床的精度是機床性能的一項重要指標，它是影響工件精度的重要因素。那誤差的差源有哪些呢?補償?shù)姆椒ㄊ鞘裁?YJBYS小編為你解答如下!

　　數(shù)控機床的精度可分為靜態(tài)精度和動態(tài)精度。靜態(tài)精度是在不切削的狀態(tài)下進行檢測，它包括機床的幾何精度和定位精度兩項內容，反映的是機床的原始精度。而動態(tài)精度是指機床在實際切削加工條件下加工的工件所達到的精度。

　　機床精度的高低是以誤差的大小來衡量的。數(shù)控機床的生產者與使用者對數(shù)控機床精度要求的側重點不同，機床生產者要保證工件的加工精度是很困難的，一般只能保證機床出廠時的原始制造精度。而機床使用者只對數(shù)控機床的加工精度感興趣，追求的是工件加工后的成形精度。

　　數(shù)控機床誤差源分析

　　根據(jù)對加工精度的影響情況，可將影響數(shù)控機床加工精度的誤差源分為以下幾類。

　　1)機床的原始制造精度產生的誤差。

　　2)機床的控制系統(tǒng)性能產生的誤差。

　　3)熱變形帶來的誤差。

　　4)切削力產生的“讓刀”誤差。

　　5)機床的振動誤差。

　　6)檢測系統(tǒng)的測量誤差。

　　7)外界干擾引起的隨機誤差。

　　8)其他誤差。

　　誤差補償方法

　　提高數(shù)控機床精度有兩條途徑：其一是誤差預防;其二是誤差補償。誤差預防也稱為精度設計，是試圖通過設計和制造途徑消除可能的誤差源。單純采用誤差預防的方法來提高機床的加工精度是十分困難的，而必須輔以誤差補償?shù)牟呗浴?/p>

　　誤差補償一般是采用“誤差建模-檢測-補償”的方法來抵消既存的誤差。誤差補償?shù)念愋桶雌涮卣骺煞譃閷崟r與非實時誤差補償、硬件補償與軟件補償和靜態(tài)補償與動態(tài)補償。

　　1)實時與非實時誤差補償

　　如數(shù)控機床的閉環(huán)位置反饋控制系統(tǒng)，就采用了實時誤差補償技術。非實時誤差補償其誤差的檢測與補償是分離的。一般來說，非實時誤差補償只能補償系統(tǒng)誤差部分，實時誤差補償不僅補償系統(tǒng)誤差，而且還能補償相當大的一部分隨機誤差。靜態(tài)誤差都廣泛采用非實時誤差補償技術，而熱變形誤差總是采用實時誤差補償。非實時誤差補償成本低，實時誤差補償成本高。只有制造超高精度機床時，才采用實時誤差補償技術。此外，在動態(tài)加工過程中，誤差值迅速變化，而補償總有時間滯后，實時補償不可能補償全部誤差。

　　2)硬件補償與軟件補償

　　在機床加工中誤差補償?shù)膶崿F(xiàn)都是靠改變切削刀刃與工件的相對位置來達到的。硬件補償是采用機械的方法，來改變機床的加工刀具與工件的相對位置達到加工誤差補償?shù)哪康�。與利用計算機的軟件補償相比，此方法顯得十分笨拙，要改變補償量，需改制凸輪、校正尺鄧補償裝置，或至少得重新調整，很不方便。再者，這種方法對局部誤差(短周期誤差)一般無法補償。

　　軟件補償是通過執(zhí)行補償指令來實現(xiàn)加工誤差的補償。由于軟件補償克服了硬件補償?shù)睦щy和缺點，逐漸取代了誤差的硬件補償方法。采用軟件補償方法，可在不對機床的機械部分做任何改變的情況下，使其總體精度和加工精度顯著提高。軟件補償具有很好的柔性，用于補償?shù)恼`差模型參數(shù)或者補償曲線可隨機床加工的具體情況而改變，這樣在機床的長期使用中，只要實時對機床進行誤差標定，修改用于軟件補償?shù)膮��?shù)，就可使數(shù)控機床的加工精度多次再生。

　　3)靜態(tài)補償法與動態(tài)補償法

　　誤差的靜態(tài)補償是指數(shù)控機床在加工時，補償量或補償參數(shù)不變。它只能按預置的設定值進行補償，而不能按實際情況改變補償量或補償參數(shù)。采用靜態(tài)補償方法只能補償系統(tǒng)誤差而不能補償隨機誤差。動態(tài)誤差補償是指在切削加工條件下，能根據(jù)機床工況、環(huán)境條件和空間位置的變化來跟蹤、調整補償量或補償參數(shù)，是一種反饋補償方法。這種方法也叫綜合動態(tài)誤差補償法，它不但能補償機床系統(tǒng)誤差，也可以補償部分隨機誤差，能對幾何誤差、熱誤差和切削載荷誤差進行綜合補償。動態(tài)補償法可以獲得較佳的補償效果，是數(shù)控機床最有前途的誤差補償方法，但需要較高的技術水平和較高的附加成本。

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