劉洋

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)與社會分工的不斷創(chuàng)新與細(xì)化，各領(lǐng)域均出現(xiàn)了賦有時(shí)代特色的新產(chǎn)品，作為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——機(jī)械制造業(yè)，其產(chǎn)品類型更趨復(fù)雜化與精細(xì)化，特別在一些重要領(lǐng)域，如航海與軍事等領(lǐng)域，對機(jī)械制造產(chǎn)品的精度、生產(chǎn)技術(shù)、加工工藝等提出了更高要求，因這些產(chǎn)品在制造過程中具有一定的復(fù)雜性，所以，對于生產(chǎn)、加工此類產(chǎn)品的設(shè)備更應(yīng)及時(shí)調(diào)試與更新;在這種背景下，數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生，隨著數(shù)控機(jī)床的誕生，進(jìn)一步提高了機(jī)械制造產(chǎn)品的精度，但因數(shù)控機(jī)床的加工精度受多方面因素的影響，因此，數(shù)控機(jī)床在運(yùn)動(dòng)過程中必然會出現(xiàn)各種加工方面的誤差，針對該類問題，相關(guān)領(lǐng)域已加大了研究力度，并重點(diǎn)關(guān)注如何進(jìn)一步避免數(shù)控機(jī)床在運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)影響產(chǎn)品精度的誤差，以全面提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。本文在分析數(shù)控機(jī)床定位精度影響因素的基礎(chǔ)上，提出了如何提升數(shù)控機(jī)床精度的幾條設(shè)計(jì)要點(diǎn)，具有一定的借鑒性作用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床? 定位精度? 加工工藝? 誤差? 設(shè)計(jì)

引言：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制模式實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的更新，通常情況下，傳統(tǒng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制模式很難直接體現(xiàn)其動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)也無法對機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確描述，由此可知，即便傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床具有設(shè)置簡單、操作難度低等優(yōu)勢，但其存在的劣勢不容忽視，兩者之間不能相互抵充，因機(jī)械制造產(chǎn)品主要強(qiáng)調(diào)的是精度，因此，在傳統(tǒng)的機(jī)床控制模式下，無法避免因機(jī)床運(yùn)動(dòng)造成的各種誤差，且傳統(tǒng)的機(jī)床控制系統(tǒng)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的過程中，其使用范圍受到了進(jìn)一步的限制。除此之外，在傳統(tǒng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，因受坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的影響，必然會加大誤差范圍，因此，對于精度要求高的機(jī)械制造產(chǎn)品，如果采用傳統(tǒng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，必然會帶來致命打擊?，F(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，逐漸實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床的智能化，不僅實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的創(chuàng)新，同時(shí)在智能化的數(shù)控機(jī)床中涵蓋了多重技術(shù)，如通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、光電技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及機(jī)械制造技術(shù)等，通過對這些技術(shù)的組合，實(shí)現(xiàn)了在智能化數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。

一、影響數(shù)控機(jī)床定位精度的各因素分析

（一）機(jī)床導(dǎo)軌直線度對數(shù)控機(jī)床定位精度的影響

數(shù)控機(jī)床因受長期生產(chǎn)加工的影響，在運(yùn)行過程中必然會出現(xiàn)各種變形，致使導(dǎo)軌的幾何精度出現(xiàn)了一定程度上的變化;機(jī)床在使用過程中，如果導(dǎo)軌的平行度與水平度出現(xiàn)變化，則會引發(fā)導(dǎo)軌與滑體之間的摩擦力與接觸力出現(xiàn)變化，在這種情況下，導(dǎo)軌與滑體之間必然會出現(xiàn)一些不均勻間隙，進(jìn)而對整個(gè)數(shù)控機(jī)床的定位精度造成一定的影響。

（二）絲杠螺距誤差對數(shù)控機(jī)床定位精度的影響

機(jī)床中的絲桿在制造過程中出現(xiàn)各種加工方面的誤差屬于一種必然現(xiàn)象，正是這種現(xiàn)象的存在，致使絲桿上各螺距處于一種不均勻狀態(tài)，加之傳動(dòng)過程中的進(jìn)給量不同、機(jī)床在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種磨損等，均會對機(jī)床的定位精度造成一定的影響。

（三）環(huán)境溫度對數(shù)控機(jī)床定位精度的影響

在正常使用過程中，機(jī)床的機(jī)體暴露于環(huán)境中，因受環(huán)境溫度的影響，致使機(jī)床工作臺與導(dǎo)軌等經(jīng)常表現(xiàn)出遇冷收縮變形、預(yù)熱伸長變形的現(xiàn)象，鑒于此，在數(shù)控機(jī)床的使用過程中，應(yīng)充分考慮環(huán)境溫度變化對機(jī)床定位精度產(chǎn)生的影響。

二、數(shù)控機(jī)床的精度設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

（一）有效控制數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)

相對而言，數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)屬于一個(gè)比較復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，對數(shù)控機(jī)床各項(xiàng)工作性能做出全面衡量的重要指標(biāo)就是加工精度，其中，數(shù)控機(jī)床的加工精度受多種因素的影響，如數(shù)控機(jī)床的刀具磨損、數(shù)控機(jī)床的工藝系統(tǒng)變形及使用過程中出現(xiàn)的各種磨損等。在各因素中，更應(yīng)重視數(shù)控機(jī)床自身精度。所以，在使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，對機(jī)床的控制系統(tǒng)可設(shè)計(jì)為一個(gè)單獨(dú)的、完整的模塊體系，并通過智能化手段，控制數(shù)控機(jī)床，并發(fā)布指令，同時(shí)在設(shè)備整體系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的接口處，加強(qiáng)對輸出量的控制。

（二）在插補(bǔ)前進(jìn)行加減速控制

對于數(shù)控機(jī)床所有坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)速度而言，因受加工技術(shù)、運(yùn)動(dòng)形態(tài)等的制約，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整數(shù)控機(jī)床的加工工藝，在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過程中，若通過插補(bǔ)后加減速控制，那么在此過程中會因速度變化幅度不均致使機(jī)床出現(xiàn)加工誤差增加等現(xiàn)象，不但與數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相違背，同時(shí)在一定程度上也會對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。鑒于此，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)采取插補(bǔ)前譯碼的方法，并按照時(shí)段的實(shí)際需求，對是否進(jìn)行插補(bǔ)加減速進(jìn)行判斷，確保數(shù)控機(jī)床的加工速度始終保持一種平衡均勻的狀態(tài)，不僅可以消除加工誤差，同時(shí)也可以進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的加工精度。

（三）提升數(shù)控機(jī)床的加工精度

綜合來說，提升數(shù)控機(jī)床加工精度的渠道主要包括兩種形式，一是在機(jī)床運(yùn)動(dòng)前，基于預(yù)測法找出數(shù)控機(jī)床既有的誤差及問題，從機(jī)床產(chǎn)生誤差的源頭上尋找解決的辦法，確保機(jī)床在運(yùn)動(dòng)過程中處于正常狀態(tài)，同時(shí)也可以進(jìn)一步為產(chǎn)品的加工質(zhì)量提供保障;二是機(jī)床產(chǎn)生誤差后，操作人員及技術(shù)人員通過數(shù)據(jù)分析、技術(shù)檢測等，進(jìn)一步完善機(jī)床運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的各種誤差，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床誤差的修正，不僅避免了數(shù)控機(jī)床在運(yùn)動(dòng)過程中再次出現(xiàn)誤差，同時(shí)也可以進(jìn)一步提高整個(gè)數(shù)控機(jī)床的加工精度。

三、結(jié)語

基于以上分析可知，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造業(yè)中逐漸實(shí)現(xiàn)了普及，并進(jìn)一步為現(xiàn)代制造業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展提供了保障與支持，推動(dòng)了我國制造業(yè)的快速發(fā)展。不僅如此，隨著數(shù)控機(jī)床的不斷普及，不但拓展了我國制造業(yè)在國際上的發(fā)展領(lǐng)域，同時(shí)也在進(jìn)一步改寫全球制造業(yè)的歷史;隨著數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中的不斷應(yīng)用，在一定程度上提高了整個(gè)制造業(yè)產(chǎn)品的加工質(zhì)量，在提高勞動(dòng)效率與生產(chǎn)效率的同時(shí)，進(jìn)一步改變了制造業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與格局，實(shí)現(xiàn)了新型生產(chǎn)模式的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]李強(qiáng).多軸數(shù)控機(jī)床精度綜合方法研究[J].機(jī)床與液壓，2017（19）.

[2]樊森.提高數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度方法的研究[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2018（15）：19—21.

[3]楊云.淺析數(shù)控機(jī)床定位精度的影響因素及設(shè)計(jì)方法[J].機(jī)床與液壓，2019（22）：21—23.

[4]劉盼.論機(jī)械制造業(yè)中數(shù)控機(jī)床精度的重要性[J].機(jī)床，2016（11）：14—16.