数控机床加工工艺路线的研究
赵秀芹
摘 要：误差问题是数控领域的常见问题。硬件静态补偿法等误差处理方法的应用，可以让数控机床的机械加工精度得到有效提升。本文主要从数控机床机械加工中的误差因素的内容入手，对基于机械加工精度提升的误差补偿法进行了分析。
关键词：数控机床；机械加工；精度提升；误差补偿
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.020
0 前言
随着机械制造技术的不断发展，数控加工对机械工件额精度要求表现出了逐渐提高的特点，在数控加工设备的精度进行了不断更新的情况下，误差补偿机制的应用，成为了提升工件加工精度的一项重要措施。在科学技术不断进步的现代社会，数控机床加工精度的提升，可以在对机械工业的加工水平进行提升的基础上，为我国国防能力和科学水平的发展提供帮助。
1 数控机床机械加工中的误差因素
（1）加工原理误差。加工原理误差是数控机床机械加工中的一种常见误差。加工技术、机床的刀具轮廓和传动比等因素是这一误差的主要影响因素[1]。从加工原理误差的产生原因来看，在数控机床的实际加工过程中，实际应用的加工原理和理论上的差距，是引发误差问题的一个重要原因。第二，数控机床实际加工中所采用模具与理论模具之间的差异性会在刀具轮廓的加工工作带来一定的误差。从理论上看，数据加工对加工刀具的曲面有着较为严格的要求，但是在实际生产中，应用于数控加工的刀具的曲面只能用弧线或直线等线形曲面进行替代，这就会让数控加工的实际结果与理论结果之间产生一定的差异性。
（2）工艺系统误差。工艺系统误差与机械零件的受力点位置和机械加工的受力程度之间存在着一定的联系。从机械加工的生产实际来看，数控系统的切削着力点会随着切削位置的变化而产生一定的变化。二者的变化会让加工零件的受力点产生一定的变化。受力点的变化是加工误差的产生因素。在工件的受力点在机械加工中不断变化的情况下，不同受力点所承受的切削程度会表现出一定的差异性。零件自身在材质、行诸强和尺寸等方面所表现出来的差异性，也会让零件在数控加工阶段表现出上述问題。
2 数控机床机械加工精度提升误差补偿技术的实践分析
（1）硬件静态补偿法。硬件静态补偿法是通过添加外部硬件结构的方式进行机械加工精度控制的方法。在外力的作用下，外部硬件结构可以让机床的运用副位置产生与误差方向相反的运动。螺距校正尺的应用可以对丝杠之间的螺距进行处理。但是从这一技术的应用情况来看，它只能在机床停止以后，通过数值调整和硬件参数调整的方式进行误差补偿。
（2）静态补偿法和动态补偿法的综合应用。动态补偿法是在数控加工工作的进行过程中，从机床的工况和环境条件等因素入手，进行参数补偿的误差补偿措施。它可以从加工的实施状况入手进行误差补偿。静态补偿法与动态补偿法之间的综合应用，可以对硬件静态补偿法在实际应用过程中存在的一些缺陷进行补偿。
（3）进给伺服系统补偿法。在数控机械之中，伺服系统对各个加工坐标轴进行驱动的传动装置，在实际应用过程中，这一系统可以进行正反两个方向的驱动工作。从数控机床机械加工对加工轨迹的要求来看，这一系统在正向运动及反向运动的进行过程中，可以将加工控制精度精确至0.1微米。调速范围广和响应过程的快速性是这一系统的主要特点。开环控制系统、闭环控制系统和半闭环系统是系统的主要组成部分。步进电机在开环控制系统中发挥着较为重要的作用。它的角位移和线位移与机床的脉冲数之间呈现的是一种正相关的关系，它的转速与脉冲频率之间也可以表现出一种正相关关系。将数控机床的指令脉冲转化为电机输出轴的旋转运动，是开环控制系统对数控生产过程进行控制的表现。对指令脉冲进行控制，是利用开环系统进行误差补偿的有效措施。闭环伺服系统的驱动装置为直流伺服电动机或交流伺服电动机。它可以借助检测装置的作用，将机床工作台的实际位移情况反馈至数控装置的比较器中，进而对指令位移信号进行比较。位置控制单元和速度控制单元是半闭环伺服系统的主要内容。在这一系统用中，光电脉冲编码器所发乎的脉冲发挥的是位置信号反馈作用和测速信号的作用。它可以在对伺服电机的转速进行控制Hi的基础上，对加工误差进行降低。
（4）G代码修改补偿法。G代码是数控机床生产实践领域经常应用的一种实践语言[2]。刀具补偿功能是这一系统中的主要功能。在对刀位信息进行修改的基础上，对误差范围进行补偿，是G代码的刀具补偿功能的主要表现。从误差补偿机制的应用时间来看，五轴机床误差补偿模型的构建，可以对CAM软件所生成的一些初始刀位进行修改。在对G代码进行修改的过程中，相关工作人员需要对工件的几何形状进行确定，进而在对工艺过程和刀具轨迹进行确定的基础上，完成机械加工的误差补偿工作。针对一些工作量相对较大、零件结构较为复杂的误差补偿工作，工作人员在对G代码进行修改的过程中需要借助计算机的辅助作用完成编程工作。
（5）坐标偏置补偿法。在数控机床加工实践领域，坐标偏置补偿法对以下几种机制进行了应用：意识数控系统的坐标原点偏移机制；二是参照位置等信号的反馈机制。在数控加工的实际操作过程中，零件加工的误差校对机制建立在数控系统的直观显示过程之中。在误差现象产生以后，操作人员可以在对原点坐标进行重新设置的基础上，对误差现象进行补偿。从这一误差补偿方法在加工实践中的应用效果来看，它主要适用于一些三轴坐标基础上的数控机床之中。
3 结论
误差补偿法在数控机床加工实践中的应用，可以让数控机床的机械加工精度得到有效的提升，也可以让数控机床的经济效益得到提升。在对数控机床机械加工的零件精度进行严格控制的基础上，在原有数控机床的基础上，利用科学化的技术手段对零件设计的理论值进行优化，可以让数控加工技术更好地使用高精度化、高质量化的生产需求。误差补偿技术的创新，可以为一些精密工程的发展提供帮助。
参考文献：
[1]王少彬.数控机床机械加工精度提升中误差补偿法的实践研究[J].科技创新与应用，2017（10）：163.
[2]牛鹏程.数控机床热误差建模理论技术研究[D].合肥工业大学，2014.endprint
