影响数控机床定位精度和重复定位精度的因素及处理方法概述

任焕?田天

摘 要 当前自动化技术背景下要数数控机床最为典型，数控机床可以影响产品质量优良是通过合理的设计与使用做到的。因此，当下我们的重点应该放在数控机床的合理设计与使用。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对影响数控机床定位精度和重复定位精度的因素及处理方法提出了一些建议，仅供参考。

关键词 数控机床;定位精度;重复定位精度;处理方法

引言

数控机床的定位精度是指机场各坐标轴在数控装置的控制下运动部件所能达到目标位置的准确度。重复定位精度指在数控机床上反复运行同一程序代码所得到的位置精度的一致度。数控机床的加工精度最终靠机床本身的精度来保证，随着使用年限的增长，数控机床的定位精度和重复定位精度将出现不可避免的下降。

1数控机床定位精度影响因素

1.1 伺服因素影响

伺服系统因素比较常见，这是在操作数控车床的过程中，伺服系统发挥着关键的作用，该系统能够对车床运转产生重要影响，比如，车床运转动力便是由伺服系统提供。因此，在实际应用数控车床进行机械零件加工时，需要数控车床操纵人员具备专业的能力，如此才能够实现对伺服系统的精准控制，并在伺服系统的帮助下，完成对车床传动系统滚珠丝杠的合理化驱动，在这一过程中，一旦滚珠丝杠驱动出现较大的传动误差，必然会直接影响零件的定位精度，出现严重的定位偏差问题。

1.2 热误差对定位精度的影响

这其中对数控机床影响最大的是热误差。机床在工作时会由于不同部件的碰撞摩擦而产生能量损失与热消耗，包括电子电器元件也会产生热能量进而影响机床构件变形。变形主要有两种形式[1]：热膨胀导致线性偏差，构件受热不均匀不对称也同样会导致结构扭曲变形。变形是最直接影响机床位置精度，造成定位误差的主要因素，因此热误差对定位精度影响最大且最直接。

1.3 环境温度

数控机床元件大多为金属，在环境温度的变化下，金属会发生热变形。温度变化一般为外部而温度变化和内部温度变化。外部主要是车间昼夜温差和季度变化造成的温差。内部温度主要是数控机床液压系统润滑油循环利用。数控机床润滑油和静压油在循环利用中通常油温会高达40℃以上，会对传动元件造成热膨胀效果[2]。

1.4 导轨直线度对定位精度的影响

导轨直线度也是影响数控机床定位精度的一大因素，通过检测得出导轨直线度误差主要表现为导轨中部拱区。导轨中部轨区出现直线度误差，丝杆在伺服电机驱动下运动产生误差则会导致与激光干涉仪测量值不一致。如果在实际的数控机床生产过程产生导轨直线度偏差，将会直接影响到刀具进给的定位精度，进而产生误差，影响生产质量。

2数控机床定位精度的有效控制策略

2.1 环境温度控制

通过在机床油箱出油口处安装一油冷机（可手动设置油温，油温保持在设定值），将油温冷却后输送到机床使用，很有效降低机床自身产生的温度，也稳定机床因温度变化而影响机床定位精度和重复定位精度。数控机床加工大型精密工件，需要稳定的环境温度，则需要保持室内温度不变就需要将车间改造成恒溫车间。目前很多精密加工车间都采用恒温恒湿车间，这样彻底避免环境温度变化对数控机床定位精度和重复定位精度在成影响[3]。

2.2 伺服系统偏差弥补

在数控车床众多构件组成中，伺服系统有着非常重要的地位。为有效纠正伺服系统的偏差，应在组建伺服系统的过程中，搭配一些性能优良的部件，比如动态性能优越的驱动装置等，在完成伺服装置组建后，还应立足于系统的参数，进一步做好优化设置，成功形成进给轴开环增益。另一方面，伺服系统在实际运行过程中，还会对数控车床车削直线与圆弧加工精度带来误差影响，比如速度误差，需要将进给轴调整至45°，可有效提升定位精度。伺服系统在进行圆弧加工时，针对进给轴位置，设置好开环增益。使开环增益达到统一，能够促使工件轮廓的加工精度得到有效提升。

2.3 采用西门子数控技术进行热误差补偿

西门子数控技术进行热误差补偿前，必须要设置补偿点。而设置补偿点时须注意考虑丝杆长度和用户需求，注意控制设置点的个数，严格按照相关要求设置补偿点，通常在一到两个左右，如果补偿点设置过多，则会过多占用内存，影响补偿效率，如果补偿点设置过少，则达不到补偿目的。补偿不能正常进行时有可能参数设置颠倒引起。在对进给轴和转轴补偿后，圆度实验是不可或缺的环节。该环节中首要进行的是参数设置，参数设置完成后应检查机床定位精度是否合格，待其合格后再次通过设置参数进行圆度测试，通过查看对比轨迹是否准确无误，若有问题就应重新设置查看。

2.4 提高立柱底座弯曲刚度，确保导轨直线度

提高立柱底座的弯曲刚度通常是以“支撑”的方式，主要目的是降低梁的最大挠度之。对于数控机床的应用企业来说，要提高立柱底座的弯曲刚度，确保导轨直线度，从机床本身做较大程度的修改是极为不现实的，由此，只有增加“支承”，方可提高立柱底座的弯曲刚度，根据该原理，可绘出桥架图，安装在排屑槽下方立柱底座与工作台床身相连处，将立柱及主轴箱自重产生的载荷通过螺栓传递给地基，最终达到提高立柱底座刚度，确保导轨直线度的目的[4]。

3结束语

综上所述，造成数控机床定位精度和重复定位精度的因素较多。数控机床硬件维护保养是否到位直接影响数控机床各轴定位精度和重复定位精度状态。数控机床重点部位重点检查重点维护，重点部位维护到位才是保证数控机床定位精度和重复定位精度的基础。数控机床机械误差不能彻底消除，必须通过软件进行误差补偿，软硬结合才能将数控机床的定位精度和重复定位精度调整到最佳状态。

参考文献

[1] 张中明，吴晓苏，童逸杰，等.数控机床工作台定位精度测试与动态补偿研究（英文）[J].机床与液压，2019，47（6）：82-91，137.

[2] 宋超，王湘江，曾超.数控铣床定位精度测量及误差补偿研究[J].机械工程师，2019，（2）：50-53.

[3] 雷楠南，雷征.基于激光干涉仪的MV400数控加工中心定位精度评定[J].漯河职业技术学院学报，2018，17（5）：33-37.

[4] 曾超，王湘江.基于多因素影响的数控铣床定位误差研究[J].组合机床与自动化加工技术，2018，（4）：80-83，87.

[5] 周大成，万腾.提高数控铣床定位精度及典型零件加工举例[J].农机使用与维修，2017，（11）：8.