隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，數(shù)控機床作為新一代工作母機，在機械制造中已得到廣泛的應用姑食，精密加工技術的迅速發(fā)展和零件加工精度的不斷提高，對數(shù)控機床的精度也提出了更高的要求乾哆。盡管用戶在選購數(shù)控機床時道竖，都十分看重機床的位置精度，特別是各軸的定位精度和重復定位精度翩愧。但是這些使用中的數(shù)控機床精度到底如何呢? 大量統(tǒng)計資料表明：65.7%以上的新機床汰浊，安裝時都不符合其技術指標；90%使用中的數(shù)控機床處于失準工作狀態(tài)坑箭。因此丐作，對機床工作狀態(tài)進行監(jiān)控和對機床精度進行經(jīng)常的測試是非常必要的，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決問題弹臂，提高零件加工精度秒聪。

　　目前數(shù)控機床位置精度的檢驗通常采用國際標準ISO230-2或國家標準GB10931-89等。同一臺機床梨伸，由于采用的標準不同簸隅，所得到的位置精度也不相同犀挠，因此在選擇數(shù)控機床的精度指標時，也要注意它所采用的標準撰钥。數(shù)控機床的位置標準通常指各數(shù)控軸的反向偏差和定位精度。對于這二者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑腥椒。

　　一阿宅、反向偏差

　　在數(shù)控機床上，由于各坐標軸進給傳動鏈上驅(qū)動部件(如伺服電動機笼蛛、伺服液壓馬達和步進電動機等)的反向死區(qū)洒放、各機械運動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標軸在由正向運動轉(zhuǎn)為反向運動時形成反向偏差滨砍，通常也稱反向間隙或失動量往湿。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復定位精度惋戏，從而影響產(chǎn)品的加工精度领追。如在G01切削運動時，反向偏差會影響插補運動的精度响逢，若偏差過大就會造成“圓不夠圓绒窑，方不夠方”的情形；而在G00快速定位運動中舔亭，反向偏差影響機床的定位精度些膨，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低巧焕。同時捅冈，隨著設備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造成運動副間隙的逐漸增大而增加转甥，因此需要定期對機床各坐標軸的反向偏差進行測定和補償舌多。

　　1.反向偏差的測定

　　反向偏差的測定方法：在所測量坐標軸的行程內(nèi)，預先向正向或反向移動一個距離并以此停止位置為基準劲徙，再在同一方向給予一定移動指令值窘燎，使之移動一段距離，然后再往相反方向移動相同的距離秘挥，測量停止位置與基準位置之差昂待。在靠近行程的中點及兩端的三個位置分別進行多次測定(一般為七次)，求出各個位置上的平均值功缤，以所得平均值中的最大值為反向偏差測量值呜唁。在測量時一定要先移動一段距離，否則不能得到正確的反向偏差值斜劳。

　　測量直線運動軸的反向偏差時导盅，測量工具通常采有千分表或百分表较幌，若條件允許，可使用雙頻激光干涉儀進行測量白翻。當采用千分表或百分表進行測量時乍炉，需要注意的是表座和表桿不要伸出過高過長，因為測量時由于懸臂較長滤馍，表座易受力移動岛琼，造成計數(shù)不準，補償值也就不真實了巢株。若采用編程法實現(xiàn)測量槐瑞，則能使測量過程變得更便捷更精確。

　　例如阁苞，在三坐標立式機床上測量X軸的反向偏差困檩，可先將表壓住主軸的圓柱表面，然后運行如下程序進行測量：

　　N10 G91 G01 X50 F1000那槽；工作臺右移

　　N20 X－50悼沿；工作臺左移，消除傳動間隙

　　N30 G04 X5倦炒；暫停以便觀察

　　N40 Z50浴祥；Z軸抬高讓開

　　N50 X-50：工作臺左移

　　N60 X50：工作臺右移復位

　　N70 Z-50：Z軸復位

　　N80 G04 X5：暫停以便觀察

　　N90 M99；

　　需要注意的是毁兼，在工作臺不同的運行速度下所測出的結果會有所不同预蒜。一般情況下，低速的測出值要比高速的大坝跃，特別是在機床軸負荷和運動阻力較大時论燎。低速運動時工作臺運動速度較低，不易發(fā)生過沖超程(相對“反向間隙”)鹅昭，因此測出值較大褥甜；在高速時，由于工作臺速度較高束湃，容易發(fā)生過沖超程拯骤，測得值偏小。

　　回轉(zhuǎn)運動軸反向偏差量的測量方法與直線軸相同袖共，只是用于檢測的儀器不同而已婚蛮。

　　2.反向偏差的補償

　　國產(chǎn)數(shù)控機床，定位精度有不少>0.02mm敷矫，但沒有補償功能例获。對這類機床，在某些場合下曹仗，可用編程法實現(xiàn)單向定位榨汤，清除反向間隙蠕搜，在機械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達插補起始點收壕，然后再開始插補加工妓灌。插補進給中遇反向時，給反向間隙值再正式插補啼器，即可提高插補加工的精度旬渠，基本上可以保證零件的公差要求。

　　對于其他類別的數(shù)控機床端壳，通常數(shù)控裝置內(nèi)存中設有若干個地址,專供存儲各軸的反向間隙值。當機床的某個軸被指令改變運動方向時枪蘑，數(shù)控裝置會自動讀取該軸的反向間隙值损谦，對坐標位移指令值進行補償、修正咆上，使機床準確地定位在指令位置上祝遗，消除或減小反向偏差對機床精度的不利影響。

　　一般數(shù)控系統(tǒng)只有單一的反向間隙補償值可供使用准贯，為了兼顧高说拾、低速的運動精度，除了要在機械上做得更好以外掘防，只能將在快速運動時測得的反向偏差值作為補償值輸入蝗广，因此難以做到平衡、兼顧快速定位精度和切削時的插補精度窿茧。

　　對于FANUC0i音族、FANUC18i等數(shù)控系統(tǒng)，有用于快速運動(G00)和低速切削進給運動(G01)的兩種反向間隙補償可供選用算郭。根據(jù)進給方式的不同宇团，數(shù)控系統(tǒng)自動選擇使用不同的補償值，完成較高精度的加工循谨。

　　將G01切削進給運動測得的反向間隙值A 輸入?yún)?shù)NO11851(G01的測試速度可根據(jù)常用的切削進給速度及機床特性來決定)纺倍，將G00測得的反向間隙值B 輸入?yún)?shù)NO11852。需要注意的是倔撞，若要數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行分別指定的反向間隙補償讲仰，應將參數(shù)號碼1800的第四位(RBK)設定為1；若RBK設定為0误窖，則不執(zhí)行分別指定的反向間隙補償叮盘。G02、G03霹俺、JOG與G01使用相同的補償值柔吼。

　　二毒费、定位精度

　　數(shù)控機床的定位精度是指所測量的機床運動部件在數(shù)控系統(tǒng)控制下運動所能達到的位置精度，是數(shù)控機床有別于普通機床的一項重要精度愈魏，它與機床的幾何精度共同對機床切削精度產(chǎn)生重要的影響觅玻，尤其對孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響。一臺數(shù)控機床可以從它所能達到的定位精度判出它的加工精度培漏，所以對數(shù)控機床的定位精度進行檢測和補償是保證加工質(zhì)量的必要途徑溪厘。

　　1.定位精度的測定

　　目前多采用雙頻激光干涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理牌柄，以激光實時波長為測量基準畸悬，所以提高了測試精度及增強了適用范圍。檢測方法如下：

　　安裝雙頻激光干涉儀粥蜘；

　　在需要測量的機床坐標軸方向上安裝光學測量裝置蒂拯；

　　調(diào)整激光頭，使測量軸線與機床移動軸線共線或平行渔缅，即將光路預調(diào)準直任肯；

　　待激光預熱后輸入測量參數(shù)；

　　按規(guī)定的測量程序運動機床進行測量演湘；

　　數(shù)據(jù)處理及結果輸出绿窿。

　　2.定位精度的補償

　　若測得數(shù)控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必須對機床進行誤差補償窃裙。常用方法是計算出螺距誤差補償表纹轩，手動輸入機床CNC系統(tǒng)，從而消除定位誤差揭斥，由于數(shù)控機床三軸或四軸補償點可能有幾百上千點凝估，所以手動補償需要花費較多時間，并且容易出錯眶衙。

　　現(xiàn)在通過RS232接口將計算機與機床CNC控制器聯(lián)接起來甜奄，用VB編寫的自動校準軟件控制激光干涉儀與數(shù)控機床同步工作，實現(xiàn)對數(shù)控機床定位精度的自動檢測及自動螺距誤差補償窃款，其補償方法如下：

　　備份CNC控制系統(tǒng)中的已有補償參數(shù)课兄；

　　由計算機產(chǎn)生進行逐點定位精度測量的機床CNC程序，并傳送給CNC系統(tǒng)晨继；

　　自動測量各點的定位誤差烟阐；

　　根據(jù)指定的補償點產(chǎn)生一組新的補償參數(shù)，并傳送給CNC系統(tǒng)紊扬，螺距自動補償完成蜒茄；

重復c.進行精度驗證。

　　根據(jù)數(shù)控機床各軸的精度狀況餐屎，利用螺距誤差自動補償功能和反向間隙補償功能檀葛，合理地選擇分配各軸補償點玩祟，使數(shù)控機床達到最佳精度狀態(tài)，并大大提高了檢測機床定位精度的效率屿聋。
　　定位精度是數(shù)控機床的一個重要指標空扎。盡管在用戶購選時可以盡量挑選精度高誤差小的機床，但是隨著設備投入使用時間越長润讥，設備磨損越厲害碎师，造成機床的定位誤差越來越大，這對加工和生產(chǎn)的零件有著致命的影響跛脾。采用以上方法對機床各坐標軸的反向偏差批贴、定位精度進行準確測量和補償，可以很好地減小或消除反向偏差對機床精度的不利影響癣跟，提高機床的定位精度谨冷，使機床處于最佳精度狀態(tài)，從而保證零件的加工質(zhì)量龟些。

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