陳剛

（佛山市順德區(qū)鄭敬詒職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 佛山528300）

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用以及數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)制造，是現(xiàn)階段評(píng)價(jià)一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。隨著廣大科研研究人員的不斷努力，我國在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了飛速發(fā)展，現(xiàn)如今由我國自主研發(fā)的數(shù)控技術(shù)已在諸如汽車部件、電子元件、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛推廣，數(shù)控技術(shù)也得到了社會(huì)各界的一致認(rèn)可，并極大水平地滿足了市場的發(fā)展需求。隨著我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，數(shù)控車床技術(shù)逐漸被引入至一系列精密儀器的制造中，由此成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。數(shù)控車床技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用為社會(huì)發(fā)展帶來一系列便利的同時(shí)，也對(duì)機(jī)械制造水平提出了越來越嚴(yán)格的要求。如何確保制造出來產(chǎn)品的精度以及如何調(diào)整數(shù)控車床的軟硬件以保障加工精度，便成為現(xiàn)階段人們廣泛關(guān)注的問題。由此可見，對(duì)數(shù)控車床技術(shù)加工精度工藝優(yōu)化進(jìn)行探索研究，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)控車床概述

1.1 數(shù)控車床。數(shù)控車床，根本上而言是借助電子設(shè)備以對(duì)車床進(jìn)行控制，作為當(dāng)前我國運(yùn)行效率最高，覆蓋面最為廣泛的數(shù)控機(jī)床，其在數(shù)控機(jī)床總體數(shù)量中占比可達(dá)到約25%，并且呈不斷上升趨勢。數(shù)控車床同時(shí)還屬于是數(shù)控機(jī)床中的一種基礎(chǔ)類型，在其中扮演著十分重要的角色，長期以來一直為全球各國所廣泛關(guān)注。數(shù)控車床通常被應(yīng)用于各式各樣軸承零部件的生產(chǎn)加工中，同時(shí)，還可應(yīng)用于對(duì)擴(kuò)孔、鉆孔，三角螺紋，梯形螺紋等的加工[1]。

1.2 數(shù)控車床工作原理。對(duì)于數(shù)控車床的工作原理而言，首先，數(shù)控裝置內(nèi)的計(jì)算機(jī)對(duì)經(jīng)由輸入裝置以數(shù)字、字符編碼方式所記錄的信息開展相應(yīng)處理后，然后經(jīng)由伺服系統(tǒng)、可編程序控制器向機(jī)床主軸及進(jìn)給等執(zhí)行結(jié)構(gòu)下達(dá)指令，機(jī)床主體則依據(jù)該部分指令，并在檢測反饋裝置的協(xié)助下，對(duì)工件加工對(duì)應(yīng)動(dòng)作，例如刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡、進(jìn)給速度、位移量等要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。值得一提的是，其中確定加工工藝流程及編制加工恒旭，是至關(guān)重要的一環(huán)。

2 數(shù)控車床技術(shù)加工精度的影響因素

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷深入，制造企業(yè)要想在日趨白熱化的市場競爭中占據(jù)有利位置，必須要具備生產(chǎn)高精度產(chǎn)品的能力，這也是評(píng)定一家制造企業(yè)制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，由此要求推進(jìn)數(shù)控車床加工精度的優(yōu)化工作，提升數(shù)控車床操作人員的操作水平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化升級(jí)。數(shù)控車床的加工精度可分為數(shù)控系統(tǒng)的控制精度和機(jī)床本身的機(jī)械精度，而它們則受操作人員編程水平、加工材料、伺服系統(tǒng)控制精度等因素重要影響，總的而言，可將這些因素劃分成以下幾類：一是數(shù)控車床自身精度因素；二是伺服系統(tǒng)的誤差及抑制因素；三是車刀材質(zhì)和車刀選用因素；四是對(duì)刀試切技術(shù)及測量誤差因素等。在數(shù)控車床加工實(shí)踐中，必須要對(duì)一系列影響因素開展深入分析，并采用有效措施實(shí)現(xiàn)對(duì)各種誤差的有效防范，方可切實(shí)提升數(shù)控車床的加工精度，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的加工精度。

結(jié)合數(shù)控車床工作原理而言，伺服系統(tǒng)是數(shù)控車床運(yùn)行中必不可少的一部分。該系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)主要是為數(shù)控車床各部件提供驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)一步將部件轉(zhuǎn)化為零件，保證數(shù)控車床加工工作的順利開展。為了保障伺服系統(tǒng)的控制精度，就要求提高絲杠的傳動(dòng)精度，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠對(duì)伺服系統(tǒng)的有效控制?，F(xiàn)階段，在數(shù)控車床加工普遍采用的是閉環(huán)式伺服系統(tǒng)，在實(shí)際加工中，伺服系統(tǒng)需要先將信號(hào)傳輸至絲杠，接收到信號(hào)后絲杠在開展反向運(yùn)行，與此期間，絲杠會(huì)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)情況，由此便會(huì)造成反向的間隙誤差，進(jìn)一步會(huì)對(duì)數(shù)控車床加工精度帶來影響。

3 數(shù)控車床技術(shù)加工精度工藝優(yōu)化策略

3.1 改進(jìn)數(shù)控車床的總體設(shè)計(jì)。為切實(shí)提高數(shù)控車床的加工精度，應(yīng)當(dāng)從數(shù)控車床設(shè)計(jì)切入，加強(qiáng)數(shù)控車床研究制造的深入研究，確保數(shù)控車床制造質(zhì)量，進(jìn)一步從源頭上提高數(shù)控車床加工精度。現(xiàn)階段，大部分?jǐn)?shù)控車床制造企業(yè)為實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)設(shè)計(jì)，推進(jìn)主機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于一些重要部件往往會(huì)通過國外引進(jìn)，其根本便是為了提高數(shù)控車床的質(zhì)量，促進(jìn)收獲更理想的經(jīng)濟(jì)效益。在數(shù)控車床設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)秉承等剛度原則，保證形變的應(yīng)力均衡地設(shè)置于各個(gè)部件結(jié)構(gòu)上，從而防止由于剛性較差的部件的利用對(duì)車床加工精度造成影響[2]。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)明確到數(shù)控車床的運(yùn)行還受車床結(jié)構(gòu)重心影響，因此在保證剛度均衡的同時(shí)，還要盡量減少上部結(jié)構(gòu)材料施用量，從而達(dá)到降低中心的目的。除此之外，還應(yīng)當(dāng)在數(shù)控車床實(shí)際時(shí)關(guān)注主軸系統(tǒng)的熱態(tài)特性，在設(shè)計(jì)期間有效防范可能引發(fā)的熱誤差偏差，進(jìn)一步防止由熱變形所為數(shù)控車床加工精度帶來的影響。

3.2 防范伺服系統(tǒng)的誤差及抑制。在數(shù)控車床加工中，必須要提高對(duì)伺服系統(tǒng)可能引發(fā)誤差的有效重視。為推進(jìn)對(duì)數(shù)控車床的有效把控，如數(shù)控車床的驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)當(dāng)選用具有良好動(dòng)態(tài)性的裝置，并提高伺服系統(tǒng)的抗壓能力及抗載能力，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服系統(tǒng)可能引發(fā)加工誤差的有效把控。另外，在對(duì)數(shù)控車床伺服裝置進(jìn)行確定過程中，還應(yīng)當(dāng)對(duì)各項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化，例如在開環(huán)增益過程中應(yīng)當(dāng)選擇相對(duì)高的位置，進(jìn)一步使伺服系統(tǒng)得到有效優(yōu)化。

3.3 加強(qiáng)對(duì)誤差補(bǔ)償法的有效應(yīng)用。誤差補(bǔ)償法可有效提高數(shù)控車床的加工精度，這一方法注重實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能以補(bǔ)償數(shù)控車床坐標(biāo)軸的誤差，以此達(dá)到提高數(shù)控車床加工精度的目的。通過對(duì)誤差補(bǔ)償法的應(yīng)用，可使原本精度水平有限的數(shù)控車床生產(chǎn)加工出精度水平頗高的復(fù)雜產(chǎn)品。對(duì)于該項(xiàng)方法的應(yīng)用，可借助軟硬件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，一是對(duì)于半閉環(huán)式伺服系統(tǒng)的數(shù)控車床，反向偏差會(huì)一定程度上影響數(shù)控車床的定位與重復(fù)定位誤差，為此，通過應(yīng)用誤差補(bǔ)償法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)反向偏差的有效補(bǔ)償，進(jìn)而切實(shí)減少加工零件的誤差。二是借助編程法實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差補(bǔ)償法的有效應(yīng)用，即為通過插補(bǔ)加工操作，以有效滿足零件公差要求，進(jìn)而達(dá)到提高數(shù)控車床加工精度的目的[3]。

3.4 加強(qiáng)對(duì)誤差防止法的有效應(yīng)用。誤差防止法也能夠有效提高數(shù)控車床的加工精度，但該項(xiàng)方法與誤差補(bǔ)償法存在一定區(qū)別，這是因?yàn)樵擁?xiàng)方法強(qiáng)調(diào)的是開展好預(yù)先的誤差預(yù)防工作，即為在數(shù)控車床設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)就要進(jìn)行誤差源查找，防止出現(xiàn)誤差。該項(xiàng)方法現(xiàn)如今已在提高數(shù)控車床加工精度中得到廣泛推廣，并且該種預(yù)先防范的手段還有助于盡可能的消除安全隱患，保障數(shù)控車床的安全有序運(yùn)行。對(duì)于誤差防治法的實(shí)際應(yīng)用，可從以下幾方面內(nèi)容切入：例如，把控?cái)?shù)控車床運(yùn)行環(huán)境，提高數(shù)控車床加工精度；提高數(shù)控車床零部件的裝配精度，保證數(shù)控車床結(jié)構(gòu)的完善性，進(jìn)一步提高數(shù)控車床的剛度[4]。需要注意的是，在應(yīng)用該項(xiàng)方法過程中，需要考慮企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益所受車床制造成本的影響，因此需要結(jié)合實(shí)際情況，綜合應(yīng)用各項(xiàng)提高數(shù)控車床加工精度的策略，以防止進(jìn)入加工精度提升瓶頸。

總而言之，數(shù)控車床技術(shù)憑借其一系列優(yōu)勢，近年來在我國制造業(yè)中得到廣泛推廣。然而現(xiàn)階段我國數(shù)控車床需求量雖然十分大，但總體技術(shù)水平仍舊有待提高，諸如低端產(chǎn)品過剩、高端產(chǎn)品不足的現(xiàn)象屢見不鮮，這位數(shù)控車床制造業(yè)帶來了巨大的考驗(yàn)。所以，制造企業(yè)必須要加大對(duì)數(shù)控車床技術(shù)的專研研究，尤其是在其性能方面，應(yīng)當(dāng)擴(kuò)展對(duì)其精度的研究及應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)一步切實(shí)提升數(shù)控車床的加工精度。通過本文研究，得到數(shù)控車床精度受機(jī)床、零件、編程等一系列因素影響，因此制造企業(yè)必須要不斷完善技術(shù)，從機(jī)床控制、零件優(yōu)化、編程控制等方面著手，以此不斷提高數(shù)控車床的加工精度，盡可能減少誤差，使數(shù)控車床技術(shù)能夠更好地服務(wù)于制造業(yè)發(fā)展，促進(jìn)企業(yè)的有序健康發(fā)展。