对机械加工中提高数控机床的精度探讨与分析

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1、对机械加工中提高数控机床的精度探讨与分析　　摘要：随着科技的发展现代企业制造设备已经大规模数控化，目前需一大批数控编程、数控设备操作及其维修人员。并且要求编程人员考虑机床的相关精度。本文主要讲了如何提高数控机床的精度方法。　　关键词：数控机床；反向偏差；精度　　目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准ISO230-2或国家标准B10931-89等。同一台机床，由于采用的标准不同，所得到的位置精度也不相同，因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。　　一、反向偏差　　在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链

2、上驱动部件（如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等）的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床，反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响产品的加工精度。如在G01切削运动时，反向偏差会影响插补运动的精度，若偏差过大就会造成“圆不够圆，方不够方”的情形；而在G00快速定位运动中，反向偏差影响机床的定位精度，使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。同时，随着设备投入运行时间的增长，反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而

3、增加，因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。　　1.反向偏差的测定。反向偏差的测定方法：在所测量坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，再在同一方向给予一定移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定（一般为七次），求出各个位置上的平均值，以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。在测量时一定要先移动一段距离，否则不能得到正确的反向偏差值。六剑客职教园（最大的免费职教教学资源网站）。测量直线运动轴的反向偏差时，测量工具通常采有千分表或百分表

4、，若条件允许，可使用双频激光干涉仪进行测量。当采用千分表或百分表进行测量时，需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长，因为测量时由于悬臂较长，表座易受力移动，造成计数不准，补偿值也就不真实了。若采用编程法实现测量，则能使测量过程变得更便捷更精确。一般情况下，低速的测出值要比高速的大，特别是在机床轴负荷和运动阻力较大时。低速运动时工作台运动速度较低，不易发生过冲超程（相对“反向间隙”），因此测出值较大；在高速时，由于工作台速度较高，容易发生过冲超程，测得值偏小。　　2.反向偏差的补偿。国产数控机床，没有补偿功能，可用编程法实现单向定位，清除反向间隙，在机械部分不变的情况下，

5、只要低速单向定位到达插补起始点，然后再开始插补加工。插补进给中遇反向时，给反向间隙值再正式插补，即可提高插补加工的精度，基本上可以保证零件的公差要求。对于其他数控机床，通常数控装置内存中设有若干个地址，专供存储各轴的反向间隙值。当机床的某个轴被指令改变运动方向时，数控装置会自动读取该轴的反向间隙值，对坐标位移指令值进行补偿、修正，使机床准确地定位在指令位置上，消除或减小反向偏差对机床精度的不利影响。对于FANUC0i、FANUC18i等数控系统，有用于快速运动（G00）和低速切削进给运动（G01）的两种反向间隙补偿可供选用。根据进给方式的不同，数控系统自动选择使用不同的

6、补偿值，完成较高精度的加工。将G01切削进给运动测得的反向间隙值A输入参数NO11851（G01的测试速度可根据常用的切削进给速度及机床特性来决定），将G00测得的反向间隙值B输入参数NO11852。需要注意的是，若要数控系统执行分别指定的反向间隙补偿，应将参数号码1800的第四位（RBK）设定为1；若RBK设定为0，则不执行分别指定的反向间隙补偿。G02、G03、JOG与G01使用相同的补偿值。　　二、定位精度　　数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度，是数控机床有别于普通机床的一项重要精度，它与机床的几何精度共同对机床切削精

7、度产生重要的影响，尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。一台数控机床可以从它所能达到的定位精度判出它的加工精度，所以对数控机床的定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的必要途径。　　1.定位精度的测定。目前多采用双频激光干涉仪对机床检测和处理分析，利用激光干涉测量原理，检测方法如下：　　a.安装双频激光干涉仪；　　b.在需要测量的机床坐标轴方向上安装光学测量装置；　　c.调整激光头，使测量轴线与机床移动轴线共线或平行，即将光路预调准直；　　d.待激光预热后输入测量参数；　　e.按规定的测量程序运动机床进行测量；　　f.数据处理及结果输