摘要：文章从数控机床的基本概述出发，分别简述了影响数控机床加工精度的相关因素，以及数控机床几何误差补偿技术，以期为行业提供有效的参考与借鉴。
关键词：数控机床；加工精度； 影响因素；误差补偿
一、数控机床的基本概述
在机械制造中，数控机床应用很多，一般都是采用数控机床加工一些异形和复杂的零件，无论是零件的质量，还是加工的精度都能够得到保证，数控机床具有加工速度快的优点，但是，数控机床的成本相对很高，设备也比较复杂。
1.数控机床结构
数控机床由驱动系统、主机系统、加工辅助系统以及数控编程等几部分构成。驱动系统就是数控机床的动力机构，能够将工作动力提供给数控机床；主机系统就是加工机械的结构，主要进行加工切削工件等形式；加工辅助系统，就是为数控机床加工提供一些辅助功能，协助加工能够精确且顺利地进行；数控编程系统就是控制数控机床的环节，是数控机床主要的特征，利用设计和输入数控编程，便可以控制数控机床，自动加工和处理工件。
2.数控机床分类
数控机床具有很多种类，结合数控机床的不同功能和控制系统原理，可以分为点位控制数控机床、普通数控机床和其他种类。科学技术在快速地发展，数控机械加工技术也在不断地完善和提高，已经被设计和开发出来的有些数控机床，性能比较独特，从而使多样化数控机床加工的要求得以有效地满足。
3.数控机床的特点
加工精度非常高，是数控机床主要的特点，加工异形和复杂零件，通常选用数控机床进行加工，加工工件既可靠稳定，质量也高，半自化和自动化操作也能够有效地实现，具有非常高的加工生产效率。但是，数控机床设备内部的系统很复杂，具有很大维修难度，必须专业技术人员才能够对其进行维修，此外，投资成本也相对比较高。
二、影响数控机床加工精度的相关因素
1.机床状态对精度的影响
在长期的生产加工过程中，数控机床的工作状态很难一直保持出厂时的优秀品质，在对零件进行生产时，机床的振动、刀具的性能以及机床的周边环境都可能会对零件的加工精度产生一定的影响。影响机床加工状态的因素包括:(1)机床的整洁程度和杂物含量对加工精度的不良影响，若没有定期对机床进行彻底的清洁，就难以避免机床中的粉尘和杂物及金属细屑对加工过程的影响，这些杂物也会在加工过程中对刀具和零件产生一定的污染。(2)数控机床的电压和电流的稳定性会对数控加工的过程产生一定的影响，可能在一定程度上降低数控加工的精确度。(3)在数控加工的过程中，因电磁波的影响可能导致在机械加工时出现电火花或加工震荡等问题，造成零件损坏，并影响实际的加工质量。
2.程序合理性对精度的影响
数控机床加工动作和加工顺序受到起初编制程序影响，在编程阶段对各类数据不合理处理会产生突出的数据差异性问题，致使机床加工零件尺寸精度产生误差。在目前工业生产加工中，要根据零件基本尺寸以及形状对数控机床加工程序进行合理编译。在编程中缺乏对零件尺寸与基本加工形状的分析，在加工过程中产生误差会导致零件生产质量降低。当前诸多数控加工为了简化人力操作，大多都是选取人工编程方式。此类编程方式针对各类设计结构复杂性较高的零件，在加工中自动化编程存在较多不合理问题。要进行人工校对，不然会产生较多精度偏差。
3.加工线路对精度的影响
数控机床加工中，刀具加工路线对精度值也会产生较大影响。刀具加工中进给、退刀、换刀中会产生诸多误差，更换过后的刀具在加工面上会残留相应刮痕。零件基材在装夹中与刀具位置不能有效对应，这样会导致数控加工中路线误差问题发生，对加工精度负面影响较大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对各类复杂程度较高的零件加工，由于刀具和零件在长时期摩擦过程中会产生较大热量，会对零件与刀具位置产生影响。主要是由于刀具与零件构成材料膨胀系数值产生变化，诱发加工误差问题。
三、数控机床几何误差补偿技术
1.对数控机床误差的测量
对数控机床误差原始参数进行更为精确的测定，这是实现误差模型计算准确的基础。一般情况下，对加工件外型误差进行检测的手段有两类。一是对确定项误差进行直接测量，通过采用更为合适和精密的测量设备和仪器，对整个数控机床的各项误差内容进行直接测量。以3D运动机床来说，可通过双频激光干涉仪对设备的18项误差内容直接进行测量，其余的几项误差可通过电子水平仪等设备进行直接检测。二是采用误差综合测量的辨识参数方法，该方法会选择机床加工件某特定部位点几何位置形成的误差实施测量，利用数学方法辨识整个模型进而使得误差形成的参数项目分离，该方法所需用到的测量设备简单，操作效率较高。
2.机床精度检测与误差补偿
在机床精度检测与误差补偿中，应用的主要设备是双频激光干涉仪，可以实现对机床反向偏差、定位精度等的检测。具体测量方法步骤为：（1）首先将双频激光干涉仪测量系统安装在需要测量的数控机床的坐标轴上；（2）固定三脚架，并将双频激光干涉仪测量部分固定在三脚架上；（3）调整激光头，使双频激光干涉仪的光轴与机床移动的轴线在一条直线上；（4）激光预热稳定后，输入精度测量数据；（5）制定测量程序，根据测量的误差判断定位精度，误差补偿后再次进行精度测试，直到各种指标符合标准终止。
3.刀具及夹具精度检测与误差补偿
数控机床的刀具可以说是机械设备加工中发展最快，结构改进以及新材料引入最成熟的一部分，所以刀具的材料和刀具的形状对机床的加工精度和运行速度有很大的影响。目前数控机床应用的夹具分为通用夹具和专用夹具，但是它们仅限于普通机床夹具模式的运行和应用，为了提高夹具的适应能力、强度能力以及现在自动化和智能化的发展需求，加大刀具以及夹具的精度检测和误差补偿，对于提高数控机床的检测精度有着很大的促进作用。
4.数控系统的误差补偿
数控系统的误差补偿是指，系统根据对误差的检测，在加工的过程中对检测出来的误差进
行完善与修正，尽可能地减小误差，提高数控机床的精度。而数控系统的误差补偿又分为两种，一种是预先标定误差补偿、另一种是主动误差补偿。通常情况下，数控机床在加工零件时，只要能够精准地测量出加工时刀刃在加工空间中的误差矢量，并且将该种误差矢量分解，令各驱动轴在执行本身的加工命令的基础上，再执行相反方向误差分矢量的命令，便能够实现误差补偿的目的。
5.软件误差补偿的过程
数控机床的误差补偿过程是运用先进的测量、建立模型以及计算机技术进行的，利用误差补偿来提高数控机床的精度。首先，相关人员需要直接测量出不同的误差源得到误差分量，并且采用软件误差补偿的方式，将通过辨识之后的误差相关数据传入误差模型，并通过误差模型计算出相应的所需补偿量，以此来实现数控机床的误差补偿，提高数控机床的精准度。
结语
数控机床由于长时间工作，其自身器件很容易出现不同程度的磨损情况，进而使得机床精度下降。因此，在对数控机床进行使用时需要加大对仪器的关注力度，必须应用科学、安全的方法对影响数控机床精度的因素进行处理，只有这样才能保证数控机床拥有最好的工作状态，零件的加工质量也会得到进一步提升。
参考文献：
【1】胡钢煜.浅谈数控机床加工精度异常诊断和应对措施[J].建筑模拟，2018（10）
【2】许房献.分析影响数控机床加工精度的原因及对策[J].低碳世界，2018（20）
【3】叶钦文.关于数控机床误差补偿技术应用探究[J].南方农机，2017（5）
论文作者:曾伟强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
标签：误差论文; 数控机床论文; 加工论文; 精度论文; 零件论文; 机床论文; 测量论文; 《基层建设》2019年第25期论文;