经济型数控机床加工中误差来源及策略简析

梁 杰

广东科学技术职业学院实验员

经济型数控机床加工中误差来源及策略简析

梁 杰

广东科学技术职业学院实验员

经济型数控机床是在普通数控机床上发展起来的，与传统的数控机床相比，经济型数控机床的精准度高、抗干扰能力强、价格便宜、维修方便，因此广泛应用在工业制造、工业生产过程中。但是由于经济型数控机床的应用时间短，在运行过程中，受到很多因素的影响，导致加工过程中容易出现偏心现象，影响产品的加工精度。本文主要分析了经济型数控机床加工误差来源，特点，并根据误差原因，提出了相应的解决策略。

经济型数控机床；加工生产；误差来源

机械加工误差指的是零件加工后的实际几何参数与理想中的参数存在的差别。零件加工过程中，受到机器设备本身、工人操作等影响，零件几何参数总会存在一定的差异，如果差异比较小，对产品功能使用影响不大；如果差异比较大，那么则可能影响到产品的功能，导致产品不合格直接报废，给生产企业造成一定的经济损失。所以，必须有效地控制数控加工过程中产生的误差，提高加工精度。

一、经济型数控机床加工中误差产生的原因

数控机床在加工中，受到自身系统、自然环境、人为操作影响，对产品的精度有一定的影响。

(一)数控机床温度以及工作环境温度比较高

数控机床属于电子产品，电子产品对工作环境有一定的要求，一般还会有风扇或者制冷系统进行降温。如果风扇或者车间的制冷系统出现了故障，无法保证数控机床运行温度，这个时候如果数控零部件可能出现变形，从而影响到加工产品的精度。一般情况下，这种精度会随着机床运行时间的不断增加加工误差，如果机床停止运行后，过一段时间重启，其加工精度相对又减小。

(二)程序编制误差

这种误差指零件的轮廓形状是按照系统设置的曲线进行加工，如果有曲线和列表曲线接近时，那么数控机床方程中表现出来的形状和原来的零件样式就会产生一定的差异，这就是程序误差。数控机床对零件进行加工时，数控装置之间具有不同的插补功能，所以当零件轮廓一般选择直线的方式逼近，直线逼近曲线和原来的轮廓之间会产生一个最大的误差，就是插补误差。其次，数控机床在长时间运行过程中，滚珠丝杠的精度下降，机床的零部件出现松动，滚珠丝杠和螺母支架受到外力作用，会产生变形，工作台也会出现导轨的问题。

(三)数控机床自身原因

数控机床自射系统原因有两方面：一个是控制系统，另外一个是传动系统。控制系统包括开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统没有安装反馈装置，数控信号为单相流程，所以无法对移动零件进行测量和反馈，因此造成加工误差。开环控制系统常见的误差有步距误差、动态误差以及启停误差。闭环控制系统在数控机床中设置了插补器，它能及时发布位置指令信息，然后将检测到的实际位置信息反馈到系统中进行对比，系统根据对比结果对加工动作进行调整，从而消除误差。但是由于位置检测装置检测性能不稳定，因此增加了系统调试的难度，所以会造成误差；传动系统误差是由于经济型数控机床自身传动系统造成的。数控机床运行过程中，不同的数控机床参数不同，它的升降速率也不同。经济型的数控机床没有设置液压驱动，所以在升降过程中，需要等待一段时间才能完成，在等待过程中，零件外形轮廓切削过程中，拐角会出现过切问题，从而形成零件加工误差。

二、经济性数控机床加工误差应对策略

(一)减少程序编制误差

想要减少程序编制误差，可以从两个方面进行考虑。第一，通过数控系统对螺距之间的误差进行控制，加强数控系统对轴运动管理控制，将数控机床的自动差值的加工精度进行考虑，采取科学、合理的方式进行补偿管理。第二，由于数控机床在运行过程中，受到外力影响导致发热变形，产生的差值，要减少机械设备零件之间的摩擦力，减少加工误差。

(二)加强经济型数控机床的设计质量

数控机床在运行过程中，会产生大量的热量，如果温度没有有效地控制，那么数控机床因为温度过高，造成零件出现变形等现象。因此，数控机床在设计的时候，要提高数控机床生产工艺系统的刚度，提高加工工件和刀具的刚度，使用具有高强度、耐高温的材料，压缩变形幅度。并设计合理的装夹方式和加工方式，增大前角和主偏角，同时对工件材料进行热处理，改善工件材料的加工性能，从而减少切削刀。

(三)优化数控机床工艺

根据经济性数控机床误差产生的原因采取不同的办法。比如数控机床开环控制系统造成的误差，可以及时更换零件，确保电机能满足步距的要求，选择差分比较细的电机驱动电路，确保电路控制的稳定性。一些大型的数控机床，可以选择开环补偿性的控制系统，在工作台设置直线位移检测元件，对机床系统存在的误差进行校正。闭环系统造成的复杂，可以优化位置反馈系统。传动系统造成的误差，可以选择优化传动系统，控制拐角位置变化进给速度。

(四)提高数控机床智能化水平

数控机床由机床、驱动系统、数控系统以及辅助系统构成。近年来随着计算机、控制技术、人工智能技术、神经网络等技术的成熟，这些先进的技术已经广泛应用在数控系统、辅助系统，极大的提高了数控加工智能化水平，实现工艺参数的自适应能力、智能诊断等功能。比如航天制作领域的加工部件有很多沟、孔、槽、腔等，加工工艺十分复杂，如果将人工智能系统应用在数控机床中，则能有效地解决航天部件加工部件负责的难题。目前，国外发达国家，已经开始着手研究将人工智能应用在数控机床加工工艺中。比如瑞士的来米克朗公司，开发了数控机床系统支持模块，调整加工相关的参数，优化技工工艺和程序，从而提高了加工精度。西门子公司的数控系统具有自适应运算能力、自动识别荷载、安全集成以及刀具寿命监控等功能，极大的提高数控机床的加工精度。

结束语：

我国正处于工业制造向工业创造发展，随着科学技术的进步，数控机床加工形式也更加多样化，经济性数控机床是目前比较新的数控技术，它对生产环境要求比较高。因此想要提高我国数控加工工艺水平，就要分析数控加工存在的误差来源以及原因，并对其进行改进，从而提高加工工艺水平。

[1] 李侯强.经济型数控机床加工中误差来源分析及其对策[J].中国新技术新产品，2015，(18)：173-173.

[2] 张学聪.经济型数控机床加工中误差来源分析及其对策[J].中国化工贸易，2015，(21)：99-99.

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