數(shù)控機床精度評價新方法

胡焰林

摘要：機械生產(chǎn)中，機床的使用是基礎(chǔ)。在一些具體的生產(chǎn)要求中，對于機械使用總的誤差要控制在設(shè)計的范圍之內(nèi)，才能保證機械的精度，從而能正常使用。文章就機床的精度評價方法進行研究，尤其是突出了數(shù)控機床使用時出現(xiàn)的誤差值分析。并且根據(jù)誤差的分析值總結(jié)出相關(guān)的分離方法，提出了一整套的數(shù)控機床精度評價方案。

關(guān)鍵詞：機床生產(chǎn)；數(shù)控評價；誤差測試；高速回轉(zhuǎn)

中圖分類號：TG659 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0038-02

在機械生產(chǎn)的過程中，對于機床方面的加工技術(shù)中會出現(xiàn)多種的問題，其中包含有加工設(shè)計中出現(xiàn)的誤差。錯誤可以避免，但是誤差是無法避免的，可以做到的是將誤差的值調(diào)整到接近正常值的范圍之內(nèi)，不斷的將精度提高。在機床生產(chǎn)中，主軸的回轉(zhuǎn)方面的誤差就是一項需要改進的項目。主軸回轉(zhuǎn)誤差發(fā)生后，會對機械的零件加工形狀和質(zhì)量造成一定的影響，直接影響到機械零件表面的平滑程度。

主軸回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差是在機床主軸運行過程中，在一瞬間回轉(zhuǎn)軸線與平行軸線之間發(fā)生的水平方向和豎直方向出現(xiàn)的位移差，也就是通常情況下所說的誤差。其中水平軸線是在主軸運動瞬間運動趨勢所得到的位移數(shù)據(jù)后，經(jīng)過加權(quán)得到的平均位置。主軸回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差主要有三種具體的形式：單一水平軸向跳動、單一豎直軸向跳動和單一偏角轉(zhuǎn)動。在這三種形式當(dāng)中，前兩者被統(tǒng)一稱作主軸軸向回轉(zhuǎn)誤差，這兩者出現(xiàn)的誤差會在機械零件加工中直接對原件后期生產(chǎn)造成一定的影響。

在出現(xiàn)主軸軸向回轉(zhuǎn)誤差時，糾正處理起來相對來說較為簡單。只要在主軸的端處安裝有位移傳感器，在機床運行過程中，主軸發(fā)生偏移就可以在傳感器中現(xiàn)實出來，技術(shù)人員就可以根據(jù)位移誤差值對機械進行調(diào)整。同時對于機床主軸的回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差值進行測試，尋找最為合適的生產(chǎn)模型。下面就測試的相關(guān)技術(shù)進行研究。

1 誤差分離測試技術(shù)

誤差分離技術(shù)是通過信息源變換或模型參數(shù)估計的方式使有用的信號分量與誤差分量相分離的—種測量技術(shù)。測量過程是：通過測量方法和測量裝置的適當(dāng)設(shè)計，改變誤差分量與有用信號間的組合關(guān)系，并從信息源（誤差分量與有用信號相混迭的信息源）的不同位置拾取信號，再根據(jù)在不同位置處拾取的信號間的聯(lián)系，建立起誤差分量與有用信號間的確定的函數(shù)關(guān)系，最后經(jīng)相應(yīng)的運算處理，使誤差得以分離。測量過程的結(jié)構(gòu)模型，如下圖所示：

用位移傳感器進行主軸回轉(zhuǎn)誤差測量時，由于實際的主軸回轉(zhuǎn)軸心是不可見的，不能直接對其測量，而只能通過對裝在主軸上的標(biāo)準(zhǔn)件（標(biāo)準(zhǔn)球或標(biāo)準(zhǔn)棒）或主軸外圍輪廓的測量來間接測得主軸軸心運動。因而這樣的測量方法不可避免會混入標(biāo)準(zhǔn)件或主軸外輪廓的形狀誤差。

對于主軸測量的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料表明，在誤差分離技術(shù)的使用下，傳感器的用處可以直接作用于機床使用當(dāng)中，在數(shù)據(jù)采集的集合當(dāng)中，數(shù)據(jù)資料可以被技術(shù)人員所使用，用在調(diào)整誤差數(shù)值，以調(diào)整誤差數(shù)值，同時也為后期的數(shù)據(jù)校正起到了幫助作用。此外，在多方向上使用的微位移變化是在二維圖像的采集中轉(zhuǎn)換為三維模型，在回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差測試的徑向起到輪廓采集的方式充分的起到了機床主軸回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差測試。

2 數(shù)控機床精度評價方式

葉片零件在機床加工占據(jù)重要的地位，在使用了精度評價誤差分離技術(shù)后，代替了以往使用多年的制定龍骨板的做法，不在使用滾輪整體下料。這樣一來，不僅添加了方案的選擇余地，還發(fā)揮出了數(shù)控技術(shù)切割速度快、降低誤差的特點。另外有些細小的配件的很多靠內(nèi)側(cè)部位無法通過主軸軸向切割，使用這樣的辦法就可以改善機械的運行模式，在操作中變得簡單，在成果上也是的誤差率在很大程度上得到了降低。

基于葉片零件數(shù)控切割機在傳動上要求較為嚴(yán)格，在布進電機的下方安裝有整體性的傳動裝置，在機床通電的情況下，電機傳遞出電流，電流轉(zhuǎn)換為動能帶動齒輪運轉(zhuǎn)。我們注意到，在對稱的兩個傳動齒輪中間有四個固定裝置，在機床運行的同時，系統(tǒng)會根據(jù)已經(jīng)定好的操作模式進行運轉(zhuǎn)，四個裝置不但起到固定傳動齒輪的作用，還堅固校驗齒輪的作用，這樣就可以很好的解決了一瞬間回轉(zhuǎn)軸線與平行軸線之間發(fā)生的水平方向和豎直方向出現(xiàn)的位置偏移的現(xiàn)象。另外在系統(tǒng)的下方安裝相關(guān)的傳感器，將上部傳遞下來的震動信息轉(zhuǎn)換為誤差指示值完成數(shù)控初期計算機設(shè)定的相關(guān)參數(shù)指令。

在傳動裝置的指引下，機床的零件可以完成形狀復(fù)雜、精度要求高的任務(wù)，這些零件的加工完全是人工手段所不能達到的。日常對于誤差處理的進程中可以控制機械的振動，但是振動都會對機械的機床部件和傳感器造成一定的影響。在安裝傳感器方式來改善誤差的情況之外，還可以在通過一些零件設(shè)備改造來降低誤差。在壓力底座支撐面上，壓縮接觸面積要保持均勻，才能滿足密封的功能，因此內(nèi)外環(huán)凸凹曲面的加工精度直接影響密封的可靠性。定期對油封內(nèi)部進行清理，確保機床正常運行。保證運行中不出現(xiàn)機械的磨損，來降低誤差值出現(xiàn)的可能。在使用主軸回轉(zhuǎn)誤差測試后對材料進行加工時，很容易保證材料小曲面的精度，光滑性也有很好的保證，也能夠技術(shù)規(guī)范中浮動油封的密閉要求。此外，在機床運行中的減速機構(gòu)處理，其行星架等分孔的等分精度幾每行孔的同軸精度都直接影響整機的傳動精度和使用壽命，在加工中心上加工行星架，不僅保證了圖樣的精度要求，同時誤差減少了會增加工作的效率。

在單方面的評定測試當(dāng)中，對于材料類型的改變會使得誤差在數(shù)據(jù)精度采集方面發(fā)生一定的變化，原有的峰-谷數(shù)據(jù)會相應(yīng)的被削弱，變成了誤差范圍較小的情況，這就成功的達到了精度提高的效果，完全滿足了測試的要求。并能看到，使用這樣的方式在對主軸回轉(zhuǎn)誤差測試中處理較為方便、計算模型簡單，同時計算出的數(shù)據(jù)可靠度高，并能將這些精確的數(shù)據(jù)用在數(shù)控機床的工作整合方面。

3 結(jié)語

數(shù)控機床在使用當(dāng)中會出現(xiàn)誤差的情況，在本文中，通過對誤差的統(tǒng)計中的分離技術(shù)來獲得更改誤差數(shù)據(jù)，使得數(shù)控機床在運作中的精度不斷的提高，同時在文中提到了生產(chǎn)評價的誤差減小的方法，根據(jù)具體的工程實際情況來對機床的加工生產(chǎn)效率進行提升，有效的改善機械生產(chǎn)的效率，切實的通過調(diào)整誤差出現(xiàn)的范圍來控制機床生產(chǎn)效能。

參考文獻

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