高泉

在追求生產(chǎn)質(zhì)量的今天，數(shù)控機(jī)床加工領(lǐng)域首先必須達(dá)到提高其精度的目標(biāo)。為保證精度，相關(guān)單位往往會(huì)運(yùn)用專業(yè)的誤差補(bǔ)償方法，這些方法經(jīng)過長期的使用與創(chuàng)新表現(xiàn)出越來越明顯的優(yōu)勢(shì)，而如何充分發(fā)揮這些技術(shù)的作用，值得思考。

一、機(jī)械加工誤差的產(chǎn)生原因

（一）加工原理誤差

加工原理誤差是指在對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工的過程中，需要對(duì)各種技術(shù)、工具等進(jìn)行綜合運(yùn)用，而刀具輪廓和傳動(dòng)比等要素會(huì)在一定程度上造成零件參數(shù)及理論誤差，這又會(huì)間接導(dǎo)致在整個(gè)數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工行業(yè)中都極為常見的精度誤差現(xiàn)象。實(shí)際上，在數(shù)控機(jī)床的加工環(huán)節(jié)，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(huì)竭盡全力，但受制于實(shí)際操作時(shí)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(xiàn)實(shí)機(jī)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(dá)到理想狀態(tài)，往往會(huì)用近似的刀具曲面加以代替，這也可能導(dǎo)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(tǒng)誤差

一般來說，機(jī)械零件受力點(diǎn)的位置發(fā)生轉(zhuǎn)變會(huì)在一定程度上帶來誤差。在加工時(shí)，工藝系統(tǒng)的切削著力點(diǎn)往往會(huì)因?yàn)榧庸の恢玫牟煌l(fā)生一定的改變，導(dǎo)致受力點(diǎn)無法保持穩(wěn)定而存在浮動(dòng)，伴隨這一現(xiàn)象出現(xiàn)的結(jié)果便是誤差。此外，在機(jī)械加工過程中的受力程度會(huì)各有不同，這是因?yàn)檫M(jìn)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(diǎn)切削的力度差異會(huì)導(dǎo)致加工工藝方面的誤差。

二、數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度提升的誤差補(bǔ)償技術(shù)

（一）硬件靜態(tài)補(bǔ)償法

在機(jī)械加工精度控制過程中，工作人員經(jīng)常會(huì)用硬件靜態(tài)補(bǔ)償法進(jìn)行處理。這種方法的操作原理是在添加外部硬件機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借助外力讓機(jī)床做和誤差方向相反的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而起到控制誤差程度的作用。例如在加工螺絲的過程中，因?yàn)榧庸C(jī)床絲杠間本身不可避免地存在著誤差，此時(shí)借助螺距校正尺對(duì)螺距加以調(diào)節(jié)和矯正，就是靜態(tài)補(bǔ)償法的直接表現(xiàn)。盡管這種方法在操作中有一定的優(yōu)勢(shì)，但其不足也是客觀存在的。它只在靜止?fàn)顟B(tài)下對(duì)某些相關(guān)數(shù)值加以調(diào)節(jié)并起到補(bǔ)償?shù)淖饔?，在運(yùn)動(dòng)時(shí)是完全無法滿足補(bǔ)償?shù)幕拘枨蟮?。因此這種方法也往往用一種較低的頻率進(jìn)行運(yùn)作，且更需要和其他方法整合運(yùn)用。

（二）靜態(tài)補(bǔ)償法和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法綜合使用

如上文所述，靜態(tài)補(bǔ)償法的使用情況是數(shù)控機(jī)床加工靜止時(shí)，運(yùn)用該方法能夠?qū)茸鱿到y(tǒng)補(bǔ)償，為克服它不能在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生作用的局限性，往往會(huì)將其與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法進(jìn)行綜合利用，這樣機(jī)床加工的精度會(huì)得到質(zhì)的提升。而動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法指的是在加工切削的狀態(tài)下，結(jié)合機(jī)床所表現(xiàn)出的實(shí)際情況、整體環(huán)境特征和空間位置變化等做出必要的量或者參數(shù)方面的補(bǔ)償，并且可以在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下做科學(xué)的反饋補(bǔ)償，因此其實(shí)用性極強(qiáng)。但與之相對(duì)的，在運(yùn)用這種方法時(shí)，需要非常高的數(shù)控機(jī)床的技術(shù)做基礎(chǔ)，且其對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)成本也是極為高昂。

（三）進(jìn)給伺服系統(tǒng)補(bǔ)償法

伺服系統(tǒng)作為一種可以驅(qū)動(dòng)各加工坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的重要裝置，它在工作時(shí)可以同時(shí)從正、反兩方向運(yùn)轉(zhuǎn)，且結(jié)合加工軌跡的要求，確定具體的運(yùn)動(dòng)方向；而且它能達(dá)到的精度在0.1 微米，加上它的調(diào)速范圍寬、響應(yīng)靈活且無超調(diào)、低速大轉(zhuǎn)矩，優(yōu)勢(shì)極為突出。進(jìn)給系統(tǒng)又可以分為開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)三種不同類型，工作人員會(huì)根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要對(duì)具體的系統(tǒng)進(jìn)行選擇運(yùn)用。

（四）修改G 代碼補(bǔ)償法

G 代碼作為編制機(jī)床加工程序的重要語言，在其中自帶刀具補(bǔ)償性能，而具體的補(bǔ)償原理則是借助改變刀位信息進(jìn)而修正誤差，該方式要求G 代碼的編程人員要對(duì)器件的形態(tài)大小、刀具軌跡等做出準(zhǔn)確的把握；在后期的操作階段，一旦發(fā)生位置偏移就必須及時(shí)修改代碼從而達(dá)到補(bǔ)償目的。聯(lián)系實(shí)際看，該方法更多地被運(yùn)用在簡單零件加工領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的處理量相對(duì)較??；而面對(duì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的零件的情況下，工作人員就要借助計(jì)算機(jī)的G 代碼控制完成修改任務(wù)。

（五）坐標(biāo)偏置補(bǔ)償法

在實(shí)際使用過程中，工作人員會(huì)結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)所展現(xiàn)的內(nèi)容對(duì)零件加工的誤差展開校對(duì)處理，一旦發(fā)現(xiàn)誤差，就能夠迅速借助系統(tǒng)對(duì)原點(diǎn)坐標(biāo)做科學(xué)的二次設(shè)置，及時(shí)對(duì)該誤差加以補(bǔ)償。坐標(biāo)偏置補(bǔ)償法更多地被運(yùn)用在三軸坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，該方法在使用側(cè)頭時(shí)往往依靠固定側(cè)頭，并且離不開基本的軟件補(bǔ)償，這是確保地基穩(wěn)固的重要手段。

三、結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度中誤差補(bǔ)償應(yīng)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(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，必須盡量克服。為做到這一點(diǎn)，工作人員要首先抓住機(jī)械加工誤差的產(chǎn)生原因，并在此基礎(chǔ)上對(duì)幾種基本的數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度提升的誤差補(bǔ)償技術(shù)加以研究，通過把握各種技術(shù)的操作原理和特征，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確利用，保證其充分發(fā)揮價(jià)值。