任煥?田天

摘 要 當(dāng)前自動化技術(shù)背景下要數(shù)數(shù)控機床最為典型，數(shù)控機床可以影響產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良是通過合理的設(shè)計與使用做到的。因此，當(dāng)下我們的重點應(yīng)該放在數(shù)控機床的合理設(shè)計與使用。鑒于此，文章結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，對影響數(shù)控機床定位精度和重復(fù)定位精度的因素及處理方法提出了一些建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞 數(shù)控機床;定位精度;重復(fù)定位精度;處理方法

引言

數(shù)控機床的定位精度是指機場各坐標(biāo)軸在數(shù)控裝置的控制下運動部件所能達(dá)到目標(biāo)位置的準(zhǔn)確度。重復(fù)定位精度指在數(shù)控機床上反復(fù)運行同一程序代碼所得到的位置精度的一致度。數(shù)控機床的加工精度最終靠機床本身的精度來保證，隨著使用年限的增長，數(shù)控機床的定位精度和重復(fù)定位精度將出現(xiàn)不可避免的下降。

1數(shù)控機床定位精度影響因素

1.1 伺服因素影響

伺服系統(tǒng)因素比較常見，這是在操作數(shù)控車床的過程中，伺服系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，該系統(tǒng)能夠?qū)嚧策\轉(zhuǎn)產(chǎn)生重要影響，比如，車床運轉(zhuǎn)動力便是由伺服系統(tǒng)提供。因此，在實際應(yīng)用數(shù)控車床進行機械零件加工時，需要數(shù)控車床操縱人員具備專業(yè)的能力，如此才能夠?qū)崿F(xiàn)對伺服系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制，并在伺服系統(tǒng)的幫助下，完成對車床傳動系統(tǒng)滾珠絲杠的合理化驅(qū)動，在這一過程中，一旦滾珠絲杠驅(qū)動出現(xiàn)較大的傳動誤差，必然會直接影響零件的定位精度，出現(xiàn)嚴(yán)重的定位偏差問題。

1.2 熱誤差對定位精度的影響

這其中對數(shù)控機床影響最大的是熱誤差。機床在工作時會由于不同部件的碰撞摩擦而產(chǎn)生能量損失與熱消耗，包括電子電器元件也會產(chǎn)生熱能量進而影響機床構(gòu)件變形。變形主要有兩種形式[1]：熱膨脹導(dǎo)致線性偏差，構(gòu)件受熱不均勻不對稱也同樣會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭曲變形。變形是最直接影響機床位置精度，造成定位誤差的主要因素，因此熱誤差對定位精度影響最大且最直接。

1.3 環(huán)境溫度

數(shù)控機床元件大多為金屬，在環(huán)境溫度的變化下，金屬會發(fā)生熱變形。溫度變化一般為外部而溫度變化和內(nèi)部溫度變化。外部主要是車間晝夜溫差和季度變化造成的溫差。內(nèi)部溫度主要是數(shù)控機床液壓系統(tǒng)潤滑油循環(huán)利用。數(shù)控機床潤滑油和靜壓油在循環(huán)利用中通常油溫會高達(dá)40℃以上，會對傳動元件造成熱膨脹效果[2]。

1.4 導(dǎo)軌直線度對定位精度的影響

導(dǎo)軌直線度也是影響數(shù)控機床定位精度的一大因素，通過檢測得出導(dǎo)軌直線度誤差主要表現(xiàn)為導(dǎo)軌中部拱區(qū)。導(dǎo)軌中部軌區(qū)出現(xiàn)直線度誤差，絲桿在伺服電機驅(qū)動下運動產(chǎn)生誤差則會導(dǎo)致與激光干涉儀測量值不一致。如果在實際的數(shù)控機床生產(chǎn)過程產(chǎn)生導(dǎo)軌直線度偏差，將會直接影響到刀具進給的定位精度，進而產(chǎn)生誤差，影響生產(chǎn)質(zhì)量。

2數(shù)控機床定位精度的有效控制策略

2.1 環(huán)境溫度控制

通過在機床油箱出油口處安裝一油冷機（可手動設(shè)置油溫，油溫保持在設(shè)定值），將油溫冷卻后輸送到機床使用，很有效降低機床自身產(chǎn)生的溫度，也穩(wěn)定機床因溫度變化而影響機床定位精度和重復(fù)定位精度。數(shù)控機床加工大型精密工件，需要穩(wěn)定的環(huán)境溫度，則需要保持室內(nèi)溫度不變就需要將車間改造成恒溫車間。目前很多精密加工車間都采用恒溫恒濕車間，這樣徹底避免環(huán)境溫度變化對數(shù)控機床定位精度和重復(fù)定位精度在成影響[3]。

2.2 伺服系統(tǒng)偏差彌補

在數(shù)控車床眾多構(gòu)件組成中，伺服系統(tǒng)有著非常重要的地位。為有效糾正伺服系統(tǒng)的偏差，應(yīng)在組建伺服系統(tǒng)的過程中，搭配一些性能優(yōu)良的部件，比如動態(tài)性能優(yōu)越的驅(qū)動裝置等，在完成伺服裝置組建后，還應(yīng)立足于系統(tǒng)的參數(shù)，進一步做好優(yōu)化設(shè)置，成功形成進給軸開環(huán)增益。另一方面，伺服系統(tǒng)在實際運行過程中，還會對數(shù)控車床車削直線與圓弧加工精度帶來誤差影響，比如速度誤差，需要將進給軸調(diào)整至45°，可有效提升定位精度。伺服系統(tǒng)在進行圓弧加工時，針對進給軸位置，設(shè)置好開環(huán)增益。使開環(huán)增益達(dá)到統(tǒng)一，能夠促使工件輪廓的加工精度得到有效提升。

2.3 采用西門子數(shù)控技術(shù)進行熱誤差補償

西門子數(shù)控技術(shù)進行熱誤差補償前，必須要設(shè)置補償點。而設(shè)置補償點時須注意考慮絲桿長度和用戶需求，注意控制設(shè)置點的個數(shù)，嚴(yán)格按照相關(guān)要求設(shè)置補償點，通常在一到兩個左右，如果補償點設(shè)置過多，則會過多占用內(nèi)存，影響補償效率，如果補償點設(shè)置過少，則達(dá)不到補償目的。補償不能正常進行時有可能參數(shù)設(shè)置顛倒引起。在對進給軸和轉(zhuǎn)軸補償后，圓度實驗是不可或缺的環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)中首要進行的是參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完成后應(yīng)檢查機床定位精度是否合格，待其合格后再次通過設(shè)置參數(shù)進行圓度測試，通過查看對比軌跡是否準(zhǔn)確無誤，若有問題就應(yīng)重新設(shè)置查看。

2.4 提高立柱底座彎曲剛度，確保導(dǎo)軌直線度

提高立柱底座的彎曲剛度通常是以“支撐”的方式，主要目的是降低梁的最大撓度之。對于數(shù)控機床的應(yīng)用企業(yè)來說，要提高立柱底座的彎曲剛度，確保導(dǎo)軌直線度，從機床本身做較大程度的修改是極為不現(xiàn)實的，由此，只有增加“支承”，方可提高立柱底座的彎曲剛度，根據(jù)該原理，可繪出橋架圖，安裝在排屑槽下方立柱底座與工作臺床身相連處，將立柱及主軸箱自重產(chǎn)生的載荷通過螺栓傳遞給地基，最終達(dá)到提高立柱底座剛度，確保導(dǎo)軌直線度的目的[4]。

3結(jié)束語

綜上所述，造成數(shù)控機床定位精度和重復(fù)定位精度的因素較多。數(shù)控機床硬件維護保養(yǎng)是否到位直接影響數(shù)控機床各軸定位精度和重復(fù)定位精度狀態(tài)。數(shù)控機床重點部位重點檢查重點維護，重點部位維護到位才是保證數(shù)控機床定位精度和重復(fù)定位精度的基礎(chǔ)。數(shù)控機床機械誤差不能徹底消除，必須通過軟件進行誤差補償，軟硬結(jié)合才能將數(shù)控機床的定位精度和重復(fù)定位精度調(diào)整到最佳狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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[2] 宋超，王湘江，曾超.數(shù)控銑床定位精度測量及誤差補償研究[J].機械工程師，2019，（2）：50-53.

[3] 雷楠南，雷征.基于激光干涉儀的MV400數(shù)控加工中心定位精度評定[J].漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2018，17（5）：33-37.

[4] 曾超，王湘江.基于多因素影響的數(shù)控銑床定位誤差研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2018，（4）：80-83，87.

[5] 周大成，萬騰.提高數(shù)控銑床定位精度及典型零件加工舉例[J].農(nóng)機使用與維修，2017，（11）：8.