數(shù)控立車加工精度影響因素分析及對(duì)策控討

徐宏英

摘 要：隨著我國(guó)機(jī)械加工水平不斷提升，數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床制造融合發(fā)展成效逐漸提升，為生產(chǎn)企業(yè)獲取更高經(jīng)濟(jì)收益奠定基礎(chǔ)。本文通過對(duì)數(shù)控立車加工精度影響因素進(jìn)行分析，以期得出行之有效的精度控制對(duì)策，提升數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品制造綜合質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)控立車；加工精度；影響因素；對(duì)策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.057

在數(shù)控立車加工過程中，需做好精度控制，一旦精度控制不當(dāng)，將直接影響產(chǎn)品制造綜合質(zhì)量，降低生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。然而，當(dāng)前數(shù)控立車加工體系內(nèi)，卻存在客觀因素影響加工精度，無(wú)法達(dá)成產(chǎn)品高效制造目標(biāo)?；诖耍瑸榱耸巩?dāng)前數(shù)控立車加工精度得以提升，分析影響其制造精度的因素，及提升產(chǎn)品加工精度的方略顯得尤為重要。

1 影響數(shù)控立車加工精度的因素

我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用歷程較短，在研究與創(chuàng)新數(shù)控體系過程中，技術(shù)人員不斷總結(jié)系統(tǒng)優(yōu)化方略，這些寶貴經(jīng)驗(yàn)主要源于對(duì)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展制約因素的客觀分析，繼而提升數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)策研究成效?；诖耍瑸榱耸巩?dāng)前數(shù)控立式車加工精度得以提升，分析影響加工精度因的素顯得尤為重要。

（1）機(jī)床基礎(chǔ)對(duì)數(shù)控立式車加工精度的影響。機(jī)床基礎(chǔ)是數(shù)控體系運(yùn)行重要載體，一旦機(jī)床基礎(chǔ)在設(shè)置過程中存在問題，將直接影響數(shù)控立車加工精度。例如，數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)在構(gòu)設(shè)之初，未遠(yuǎn)離振動(dòng)源，在設(shè)置防震槽時(shí)，其寬度與深度未達(dá)到隔絕干擾的目的，直接影響機(jī)床基礎(chǔ)穩(wěn)定性，在這種惡劣環(huán)境下，數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床操作平臺(tái)設(shè)置水平精度很難控制，降低產(chǎn)品制造綜合質(zhì)量。

（2）數(shù)控編程對(duì)數(shù)控立式車加工精度的影響。數(shù)控立車加工之所以可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，主要源于其生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)有數(shù)控自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)依照指定編程指令完成產(chǎn)品制造生產(chǎn)目標(biāo)，將數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品制造與生產(chǎn)精度控制在合理范圍內(nèi)。例如，在編程原點(diǎn)選擇過程中，技術(shù)人員需依照零件制造圖紙、加工特點(diǎn)、制造目標(biāo)等因素進(jìn)行，科學(xué)選擇編程原點(diǎn)，制定編程坐標(biāo)，為加工工藝、系統(tǒng)功能、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有效落實(shí)奠定基礎(chǔ)。然而，在編程原點(diǎn)選擇過程中，技術(shù)人員因未有效掌握?qǐng)D紙比例，尺寸鏈換算過于頻繁等因素，使加工精度無(wú)法控制，影響產(chǎn)品制造綜合質(zhì)量。除數(shù)控編程原點(diǎn)選擇不當(dāng)影響該體系加工精度外，數(shù)控編程中加工路線選擇、數(shù)據(jù)處理、軌跡擬合等因素，也是影響數(shù)控立車加工精度的主要因素。

（3）數(shù)控立式車加工因機(jī)床系統(tǒng)誤差影響產(chǎn)品精度。機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差除源于數(shù)控編程不當(dāng)外，還受機(jī)床系統(tǒng)誤差影響，使機(jī)床系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)法在可控范圍內(nèi)，影響產(chǎn)品制造綜合質(zhì)量。例如，螺距作為處于數(shù)控機(jī)床高精度滾珠絲杠中衡量系統(tǒng)運(yùn)行精度的數(shù)據(jù)之一，如若產(chǎn)生螺距誤差，將降低絲杠定位精準(zhǔn)性，影響數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。除螺距誤差外，反向間隙誤差、熱變形誤差及伺服系統(tǒng)誤差均會(huì)影響數(shù)控立車加工精度，為此技術(shù)人員需從實(shí)際出發(fā)，思考影響數(shù)控立車加工精度的因素，做好相關(guān)誤差的補(bǔ)償與抑制，為提升數(shù)控系統(tǒng)制造精度奠定基礎(chǔ)[1]。

2 分析有效提升數(shù)控立車加工精度的對(duì)策

（1）提升機(jī)床基礎(chǔ)制造精度。機(jī)床基礎(chǔ)相當(dāng)于建筑工程地基，只有機(jī)床基礎(chǔ)穩(wěn)定，在其上制造并落實(shí)的生產(chǎn)體系才可發(fā)揮積極功效，滿足數(shù)控立車加工實(shí)踐需求。基于此，技術(shù)人員需不斷提升自身綜合素養(yǎng)，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)建造、加工與生產(chǎn)實(shí)際需求，科學(xué)選擇機(jī)床基礎(chǔ)構(gòu)建位置，隔絕干擾源，

（2）如若無(wú)法降低干擾源消極影響，需規(guī)劃落制造防震槽，避免干擾源對(duì)機(jī)床制造生產(chǎn)精度消極影響。在機(jī)床基礎(chǔ)選擇與規(guī)制得當(dāng)同時(shí)，技術(shù)人員需依照數(shù)控立車加工體系建造參數(shù)，科學(xué)有效落實(shí)數(shù)控體系建造計(jì)劃，卻保數(shù)控立車加工精度在可控范圍內(nèi)。

（3）優(yōu)化數(shù)控立車加工編程。第一，優(yōu)化數(shù)控編程原點(diǎn)。編程原點(diǎn)需與產(chǎn)品制造圖紙尺寸相符，規(guī)設(shè)工件設(shè)計(jì)與工藝落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，以此為依據(jù)控制并優(yōu)化編程原點(diǎn)設(shè)置成效，降低尺寸鏈換算出現(xiàn)幾率，提升尺寸測(cè)量精準(zhǔn)度；第二，科學(xué)處理編程數(shù)據(jù)。編程數(shù)據(jù)是數(shù)控系統(tǒng)有序落實(shí)加工目標(biāo)的依據(jù)，為此技術(shù)人員需做好編程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從已知制造工件輪廓著手，分析產(chǎn)品加工幾何條件，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)運(yùn)算，同時(shí)規(guī)設(shè)工件尺寸測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)測(cè)量偏差，影響加工精度；第三，編程尺寸與圖紙標(biāo)準(zhǔn)尺寸需相互統(tǒng)一；第四，加工路線編程需科學(xué)合理。依照工件制造需求，做好數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)刀與退刀方式規(guī)劃，使其滿足產(chǎn)品表面加工需求，將機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差控制在合理范圍內(nèi)。依據(jù)加工路線最短原則實(shí)現(xiàn)對(duì)位置精度要求不高孔隙的加工目標(biāo)，采用順銑工藝，可有效提高數(shù)控編程精度。

（4）應(yīng)對(duì)機(jī)床系統(tǒng)誤差的有效對(duì)策。第一，做好螺距誤差補(bǔ)償。對(duì)比高精度位置測(cè)量系統(tǒng)所得數(shù)值、某軸運(yùn)動(dòng)實(shí)際位置數(shù)值，盡量多的選擇測(cè)量對(duì)比點(diǎn)，提升對(duì)比科學(xué)性，將這些誤差值錄入數(shù)控系統(tǒng)中，分析螺距誤差值，以此為依據(jù)做好螺距誤差補(bǔ)償，提升數(shù)控立車加工精度；第二，做好反向間隙誤差補(bǔ)償。在數(shù)控立式車加工體系創(chuàng)設(shè)之初，從結(jié)構(gòu)優(yōu)化角度充分考慮反向間隙誤差，給予結(jié)構(gòu)充分誤差補(bǔ)償，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，選擇補(bǔ)償參數(shù)，提升系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償能力；第三，做好熱變形補(bǔ)償。結(jié)合數(shù)控立車加工體系構(gòu)建運(yùn)算函數(shù)式或建立列表，結(jié)合機(jī)床內(nèi)部需進(jìn)行熱變形補(bǔ)償?shù)沫h(huán)節(jié)進(jìn)行熱變形量測(cè)量，填充表格或函數(shù)關(guān)系式，分析熱變形與溫度二者關(guān)系，得出補(bǔ)償值，提升加工精度；第四，做好伺服系統(tǒng)誤差抑制。從圓弧加工、直線加工等具體加工方面著手，結(jié)合數(shù)控立車加工參數(shù)設(shè)置情況，保障進(jìn)給軸位置開環(huán)增益相等，位置環(huán)增益盡可能高，達(dá)到提升加工精度目的[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了使數(shù)控立車加工精度得以有效提升，技術(shù)人員需不斷提升自身系統(tǒng)優(yōu)化能力，總結(jié)加工精度優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)際出發(fā)，做好機(jī)床基礎(chǔ)設(shè)置，規(guī)避因數(shù)控編程、機(jī)床系統(tǒng)誤差所帶來(lái)的消極影響，達(dá)到提升數(shù)控立車加工精度的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂冬梅，韓江.大型數(shù)控雙柱立車立柱動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2015（05）：42-45.

[2]陳飛.大型多功能數(shù)控雙柱立車有限元分析與動(dòng)態(tài)性能研究[D]：合肥工業(yè)大學(xué)，2014.