數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)應(yīng)用與存在問題分析

摘 要 數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)械加工中最常見的技術(shù)之一，而隨著工業(yè)革命的進(jìn)一步發(fā)展，人們對于機(jī)械制造行業(yè)的精度化、個(gè)性化要求越來越高。如何提升數(shù)控機(jī)床加工精度成為社會(huì)內(nèi)外普遍關(guān)注的重點(diǎn)。為此，本文主要從數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀入手，分析現(xiàn)存的數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)存在的問題，從而對癥下藥，實(shí)現(xiàn)對數(shù)控機(jī)床技工精度提高技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞 數(shù)控加工精度;提高技術(shù);應(yīng)用;存在問題

隨著我國產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，數(shù)控機(jī)床加工在機(jī)械生產(chǎn)加工中的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，其為我國機(jī)械加工帶來了新的技術(shù)革命，使得機(jī)械加工成為精細(xì)化、自動(dòng)化、批量化加工。但是仍舊存在著加工精度出現(xiàn)誤差等情況，因此如何提高數(shù)控機(jī)床加工精度是制造業(yè)研究的熱點(diǎn)所在。

1數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素

一般情況下，數(shù)控機(jī)床加工過程中，存在系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，會(huì)直接影響到數(shù)控機(jī)床加工的精度。

系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差主要是機(jī)械加工中不可避免的誤差值，其是因?yàn)闄C(jī)床原本的各種參數(shù)值設(shè)置，機(jī)床控制系統(tǒng)等所帶來的。當(dāng)前在數(shù)控機(jī)床加工中系統(tǒng)誤差所產(chǎn)生的誤差是無法通過調(diào)整加工技術(shù)等措施解決的，其根本解決方案就是不斷地完善和優(yōu)化機(jī)床的控制系統(tǒng)。

隨機(jī)誤差。在數(shù)控機(jī)床加工中，長時(shí)間的運(yùn)作可能帶來機(jī)床的一些零部件或是參數(shù)值情況發(fā)生變化。如，長時(shí)間操作下，機(jī)床的切割工具發(fā)生變形誤差。因此這些隨機(jī)誤差是可以被機(jī)床加工人員或是是機(jī)床檢修人員所觀測到的，但是其發(fā)生的時(shí)間、發(fā)生的地點(diǎn)等都具有不確定性和不可控制性。在機(jī)床加工中需要提高警惕心理，隨時(shí)進(jìn)行機(jī)床設(shè)備的、系統(tǒng)的監(jiān)控管理[1]。

2數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)的應(yīng)用

針對數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素可知，當(dāng)前可以采用的精度提高技術(shù)正式誤差防止法和誤差補(bǔ)償法兩種。誤差補(bǔ)償法就是通過建模的方式，將機(jī)床控制系統(tǒng)原本存在的誤差情況通過后期的參數(shù)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)左右誤差的相互抵消，從而提高數(shù)控機(jī)床加工精度。而誤差防止法則是通過對數(shù)控機(jī)床的一些設(shè)備的優(yōu)化等，從根本上消除因?yàn)闄C(jī)床運(yùn)行中一些零部件出現(xiàn)偏離所帶來的誤差。

誤差防止法。誤差防止法主要是通過對數(shù)控機(jī)床的各種零部件等的優(yōu)化升級(jí)，從而降低機(jī)械制造過程中，這些零部件等產(chǎn)生故障、變形等帶來的誤差。從根本上減少或是避免誤差源的產(chǎn)生。如，熱變形誤差防止。該誤差的產(chǎn)生具有不可控制性。熱變形誤差產(chǎn)生的原因在于機(jī)床在加工過程中，諸如馬達(dá)、軸承等零部件會(huì)隨著加工時(shí)間、加工精準(zhǔn)度等的變化所持續(xù)受熱升溫，這種溫度會(huì)傳導(dǎo)給機(jī)床的其他零部件，由此導(dǎo)致整個(gè)機(jī)床溫度升高，機(jī)床原有的工作狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化，所生產(chǎn)加工出現(xiàn)的機(jī)械產(chǎn)品精度也會(huì)受到這一部分的影響。而采用誤差防止法，其能夠通過采取相應(yīng)措施，從源頭入手，控制機(jī)床零部件的受熱升溫情況。如，采用阻率較小的導(dǎo)體材料，從而降低其發(fā)熱量;另外還可以在機(jī)床設(shè)計(jì)中導(dǎo)入一些水冷系統(tǒng)或是采用導(dǎo)熱性較好的材料，確保機(jī)床內(nèi)所集聚的熱能能夠及時(shí)導(dǎo)出，防止其對于其他的零部件的導(dǎo)熱影響。

誤差補(bǔ)償法。誤差補(bǔ)償法主要是對于機(jī)床加工設(shè)備和控制系統(tǒng)原有不可消除的誤差的糾正方式。如，系統(tǒng)誤差中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向右的誤差，則通過分析、統(tǒng)計(jì)等方式，將這一誤差值確定出來，對于機(jī)床各種生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使其能夠產(chǎn)生一個(gè)向左的誤差值，因此兩相抵消，提高機(jī)床加工精度。采用誤差補(bǔ)償法需要進(jìn)行誤差建模、誤差識(shí)別以及補(bǔ)償。誤差的建模需要借助多種方式，如，三角幾何法、適量描述法等，機(jī)床的控制系統(tǒng)操作管理人員必須要能夠熟練掌握這些方式，從而根據(jù)機(jī)床的操作特征等進(jìn)行大量的計(jì)算，從而才能夠構(gòu)建起一個(gè)科學(xué)、準(zhǔn)確的誤差模型。而誤差的辨識(shí)和補(bǔ)償，就是在建模完成之后，對于誤差大小情況進(jìn)行辨識(shí)，從而提供相應(yīng)的補(bǔ)償數(shù)值。

3數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)存在的問題

上述提到數(shù)控機(jī)床加工中影響精度的原因機(jī)制，也提出當(dāng)前常用的精度提高技術(shù)。但是在實(shí)際的操作中，不論是誤差防止法還是誤差補(bǔ)償法，兩者都存在著執(zhí)行問題。

誤差防止法執(zhí)行存在的問題。誤差防治法相較于誤差補(bǔ)償法具有較高的操作性，所起到的精度提升的效果也很明顯。但是從根本來說，在執(zhí)行中。受到操作人員的專業(yè)程度的影響，如機(jī)床操作控制人員，對于誤差產(chǎn)生的原因機(jī)制無法明確的判斷出來，則其采用的誤差防止方式將無法發(fā)揮作用。另外，有的數(shù)控機(jī)床加工企業(yè)中，其對于精度提高技術(shù)的認(rèn)識(shí)不清晰，未能夠?yàn)闄C(jī)床精度提高技術(shù)提供足夠的資源支持，實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制系統(tǒng)、機(jī)床相關(guān)零部件的更新變革。

誤差補(bǔ)償法執(zhí)行存在的問題。對于誤差補(bǔ)償法的實(shí)踐應(yīng)用而言，其仍舊面臨著很多的挑戰(zhàn)。第一，尚未形成統(tǒng)一的誤差補(bǔ)償法的公式。不同的數(shù)控機(jī)床所具有的系統(tǒng)誤差情況是不同的，因此在誤差補(bǔ)償法中，需要根據(jù)實(shí)際機(jī)床運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的建模、辨識(shí)以及補(bǔ)償設(shè)計(jì)。而這需要具有專業(yè)統(tǒng)一的計(jì)算公式，確保能夠?qū)⑺械挠绊懸蛩乜紤]進(jìn)去，完成系統(tǒng)誤差的計(jì)算以及補(bǔ)償。第二，誤差補(bǔ)償法的相關(guān)理論支持尚未成熟，誤差補(bǔ)償法的各項(xiàng)流程需要大量的計(jì)算，但是這些計(jì)算所涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)容易被機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的開放性所影響，所涉及的數(shù)值隨時(shí)都在動(dòng)態(tài)變化中，因此快速的誤差辨識(shí)難以實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)束語

綜上所述，在相關(guān)理論以及機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)的支持下，數(shù)控機(jī)床加工的精度得到了一定的改善提升，但是在實(shí)際的操作中仍舊受到諸多因素的影響，存在諸多的不足。歸根究底，常見的數(shù)控機(jī)床加工精度影響有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩種。由于這兩種誤差產(chǎn)生的原因機(jī)制不同，所采用的精度提高技術(shù)也不同。對此要求對癥下藥，采取各自的有效技術(shù)，但是同時(shí)也要求做好內(nèi)部管理工作。如，從改善數(shù)控機(jī)床加工操作人員的專業(yè)性，提高操作人員對于精度的控制，并且能夠自主創(chuàng)新研發(fā)出誤差補(bǔ)償技術(shù)，還要求數(shù)控機(jī)床加工企業(yè)能重視加工過程中所出現(xiàn)的誤差，并且做好誤差補(bǔ)償工作。只有如此才能夠全面提高我國數(shù)控機(jī)床加工的精準(zhǔn)度。

參考文獻(xiàn)

[1] 王洪樂，周青華，熊青春.基于多體系統(tǒng)理論的數(shù)控機(jī)床加工精度幾何誤差預(yù)測模型[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2018，（5）：78-83.

作者簡介

丁茂清（1982-），男，廣東省茂名市;學(xué)歷：大學(xué)本科，助理實(shí)驗(yàn)師，現(xiàn)就職單位：茂名職業(yè)技術(shù)學(xué)院研究方向：數(shù)控技術(shù)與模具制造。