數(shù)控機(jī)床誤差的綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)探討

蘇 唱

（江蘇省宿遷經(jīng)貿(mào)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，宿遷 223600）

對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)其自身的精確度是必須要保證的一項(xiàng)性能。誤差補(bǔ)償技術(shù)就是人為地造出一種新的原始誤差去抵消當(dāng)前成為問(wèn)題的原有原始誤差，并盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。然而，數(shù)控機(jī)床誤差的綜合補(bǔ)償技術(shù)也是同樣的道理，當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)誤差時(shí)，機(jī)床就會(huì)自行進(jìn)行修復(fù)以及修正?，F(xiàn)在，誤差的綜合補(bǔ)償技術(shù)也是提高數(shù)控機(jī)床加工精度的一種有效措施。數(shù)控機(jī)床誤差的綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)不但可以有效提升數(shù)控機(jī)床加工精度，而且在經(jīng)濟(jì)上很大程度上降低了設(shè)備制造成本，從而促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 補(bǔ)償技術(shù)的分類(lèi)

按照現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床誤差的補(bǔ)償方法，補(bǔ)償技術(shù)可以分為靜態(tài)補(bǔ)償法、實(shí)時(shí)補(bǔ)償法以及綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法三種方法。靜態(tài)補(bǔ)償法主要運(yùn)用在機(jī)械修正尺寸以及數(shù)控機(jī)床的螺距補(bǔ)償?shù)?。靜態(tài)補(bǔ)償法有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，那就是靜態(tài)補(bǔ)償法基本上也只能根據(jù)預(yù)先設(shè)置的一個(gè)值進(jìn)行補(bǔ)償，從而忽視了根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行反饋以及控制。而實(shí)時(shí)補(bǔ)償法主要是通過(guò)硬件系統(tǒng)的檢測(cè)以及反饋來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，比如：各種閉環(huán)位置控制的數(shù)控機(jī)床以及工件尺寸在線檢測(cè)與反饋控制的磨床等，能實(shí)時(shí)調(diào)整補(bǔ)償量，從而提升加工精度，但實(shí)時(shí)補(bǔ)償誤差也有一定的缺點(diǎn)，那就是不能很好地對(duì)雙軸聯(lián)動(dòng)的輪廓加工誤差進(jìn)行補(bǔ)償，并且三軸聯(lián)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的空間誤差也不能得到有效補(bǔ)償。綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是由實(shí)時(shí)補(bǔ)償技術(shù)以及軟件技術(shù)相結(jié)合的。綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)對(duì)于數(shù)控機(jī)床的誤差來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于已經(jīng)是一個(gè)相對(duì)完善的補(bǔ)償技術(shù)了。因?yàn)榫C合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)結(jié)合了前面兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)可以自身根據(jù)機(jī)床的工作情況、環(huán)境以及空間的位置等變化進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而減少數(shù)控機(jī)床加工的誤差。當(dāng)然，綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)也可以針對(duì)幾何誤差、熱誤差以及承載變形誤差等進(jìn)行相對(duì)的補(bǔ)償。由此可見(jiàn)，對(duì)于數(shù)控機(jī)床誤差的綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)來(lái)說(shuō)，綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)不但可以很好地拓寬補(bǔ)償功能以及技術(shù)，而且對(duì)提高數(shù)控機(jī)床加工精度也有良好的作用。

2 數(shù)控機(jī)床存在的誤差

對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床存在的誤差基本上可以分為機(jī)床誤差、加工過(guò)程誤差以及檢測(cè)誤差三大部分。

由表1可以看出，機(jī)床誤差中熱誤差占據(jù)的比例最大。然而，熱誤差在建模時(shí)一般都存在兩個(gè)主要問(wèn)題。第一，因?yàn)檎`差布置的溫度測(cè)量點(diǎn)之間的相互影響，從而導(dǎo)致了建模的精度不高。第二，熱誤差自身的變化是非常復(fù)雜的，具有非線性特征，因此，加大了數(shù)控機(jī)床的誤差。當(dāng)然，在加工過(guò)程中，如果道具系統(tǒng)的刀尖磨損以及熱伸長(zhǎng)等都會(huì)讓尺寸產(chǎn)生誤差，從而使數(shù)控機(jī)床加工存在一定的誤差。

表1 數(shù)控機(jī)床加工中各誤差的占有比例

3 綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)脑硪约皯?yīng)用

數(shù)控機(jī)床的綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是根據(jù)機(jī)床工作的狀況以及空間位置的變化，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整從而達(dá)到補(bǔ)償，提高數(shù)控機(jī)床精度。綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償一般可以分為空間誤差補(bǔ)償和線性補(bǔ)償兩種方法。空間誤差補(bǔ)償主要是用作補(bǔ)償坐標(biāo)的位置變化時(shí)的誤差。線性誤差補(bǔ)償主要用作在沒(méi)有坐標(biāo)的時(shí)候進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償，一般用在刀具磨損等地方。當(dāng)然，綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中也應(yīng)用比較廣泛，如刀具誤差，綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)可以對(duì)刀具誤差進(jìn)行測(cè)量裝置，并控制以及執(zhí)行單元，從而減小刀具誤差。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床技術(shù)已成為現(xiàn)在我們生活中不可或缺的技術(shù)之一。數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的誤差也逐漸被人們所重視起來(lái)。數(shù)控機(jī)床的誤差主要有機(jī)床誤差、加工過(guò)程誤差以及檢測(cè)誤差三種。針對(duì)這三種誤差，最好的解決方式就是綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)，綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)可以自身根據(jù)機(jī)床的工作情況以及空間位置對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整補(bǔ)償，從而減少數(shù)控機(jī)床誤差。綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)，不但可以有效提高數(shù)控機(jī)床加工的精度、減少維修工作，而且綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)可以在一定程度上得到經(jīng)濟(jì)效益。因此，在數(shù)控機(jī)床中使用綜合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)來(lái)減少誤差，在提高質(zhì)量的同時(shí)也獲得了相應(yīng)利益。