经济型数控机床加工中误差来源分析及其对策

李侯强

（齐重数控装备股份有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

经济型数控机床加工中误差来源分析及其对策

李侯强

（齐重数控装备股份有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

数控机床在建造业、生产技术方面的运用相当广泛，它能够提高生产的精确性，简便工作环节，节约工作时间。经济型数控机床是在普通机床数控发展的基础上出现的新的机床加工形势，与传统的机床相比，它的精准性更高，受困扰因素少，且技术更为先进和突出。但是由于经济型机床使用的时间尚短，再加上一些无法克服的问题，使得它也存在一定的误差。为了最大限度的减小误差，提升系统运行的精确性，本文就结合我国经济型数控机床加工的实际情况，简单谈谈它的误差来源，并分析它的特点，结合现状找到有效对策避免误差，发挥出经济型数控机床的优势作用。

经济型数控机床；加工误差；精度；走行对刀；工件定位

进入新世纪以来，我国各行各业的生产技术全面提高，制造业作为国家基础建设行业，如何提升它的数控加工科学性，彰显技术优势就成为了我们探讨的重点。经济型数控机床与一般的加工机床相比，具有巨大的优势特征，其维修便利、价格低廉、适用性更强，而且能够实现零件的自动化加工。但是在实际使用过程中，经过调查显示，它会受到诸多因素的影响，导致加工精度不准确，对部分零件的加工缺少适用性，加工范围不受约束。针对这些不足，我国制造行业在具体经济型数控机床加工使用的过程中，要注意误差的控制，找到科学的方法避免误差，从而发挥经济型数控机床的优势特点，使其得到长远的推广。

一、控制系统误差—开环控制系统

控制系统误差是经济型数控机床误差出现的主要原因，也是一类较为特殊的误差现象，系统在具体运行中没有配备相关的检测装置，反馈电路不合理，也是驱动元件在运行中出现不精准问题的因素。反馈装置没有包含在进给系统之中，前向通道不能够反馈有效信息，输出位置误差在一定程度上必然会出现。经过系统的反复运行，分析得出控制系统误差一是动态误差，震荡现象的存在会影响步进电动机的正常运转，在频率较低的位置单步运行状况突出，动态误差就会出现；二是启停误差，也就是控制系统在运行和停止过程中出现的误差，步进电机在运转和暂停中由于过度问题，电动机的转机和控制脉相对，冲击中就会出现暂时停止现象，造成误差问题。

想要解决这一问题，可以从多方面入手。首先，要把好元件质量关，在满足步进电机需求的基础上，选用步进角度最小的机器；其次，驱动电路要保持良好，结合步进电动机的控制环节，选取最优质的驱动电路完成作业；最后，要从控制原理着手，对精确度要求高的大型设备更要注意，对步进电机的步数进行补偿。

二、控制系统误差—闭环控制系统和半闭环控制数控系统

在位置检测的时候，闭环系统已经将进给传动链包括的所有误差统计在内，对其的精确度自然要求甚高。然而，由于一些不稳定因素的存在，调试工作难免存在不足。闭环控制系统的误差来源于检测装置在安装和制作中存在的误差或者由于机床零件与机构之间无法紧密契合存在的差值，导致测量无法安全可靠。想要减小闭环控制系统存在的误差，就要尽可能的使用高精度检测装置，提高构件与系统之间的契合度。在安装检测的过程中还要提升安装水平，使两者更好的结合。

半闭环控制数控系统主要服务于电动机，由于两者在安装时一同进行，也可以在滚珠丝杠轴的一端安装检测装置，对对角位移实施计算，提高测量的稳定性，并通过反馈进行控制。这样一来，其误差的产生就无可避免，滚珠丝杠带有的螺母副与导轨副之间必然存在误差。

三、程序编制误差

程序编制误差也可以被成为逼近误差，它主要是指将零件最初的轮廓形状借助于列表曲线进行表示的过程中，其近似曲线与列表曲线互相接近的时候，方程表现出的形状与零件原来的样式之间的差异，就是程序误差。在使用数控机床来对零件进行加工时，由于数控装置之间具有互不相同的插补功能，所以与零件轮廓互相逼近的时候，都是选择直线的方式进行，有的时候则是用圆弧。直线或圆弧在马上临近零件轮廓曲线的时候，逼近曲线和现实中轮廓原来的曲线之间会产生一个最大差值，这就是通常所说的插补误差。

四、进给误差

数控机床和传动链两者之间产生的误差通常被叫做进给误差，引起这种差值的原因较多。第一，由于时间的累积，滚珠丝杠的精确度下降，出现累积的螺距误差；第二，较长时间的使用运转，使得滚珠丝杠与螺母支架之间一直处在受力或者受热的状态，引起变形问题，导致误差的存在；第三，工作台出现在导轨方面的误差。

想要尽可能的减小这种误差，缩小差距，可以从两方面着手。其一，对于开环系统和半闭环系统而言，可以利用数控系统对累计产生的螺距误差进行控制，做好修改和补偿工作。所以，一定要采用有效对策使用数控系统对轴运动实施管理，将差值自动考虑在内，并且采取科学的方式进行补偿处理；其二，针对机械传动链受到外力影响而导致的受热问题，引发的误差，在避免过程中要增大传动链的刚性特征，也可以减小他们之间的摩擦力，进而避免误差存在。

结语

总而言之，由于我国科学技术的迅猛发展，国家制造业迅猛前进，数控机床加工形势也出现了多样化趋势。经济型数控机床是现阶段较新的技术手段，它在使用中对技术要求严格，复杂度高。想要提升我国的数控加工水平，就一定要找准误差来源，分析误差存在的原因，然后结合机械运作的实际情况，通过日常改造、减小进给误差以及编程误差等方式完善对策，从而促进经济型数控机床加工的迅猛发展，发挥其技术优势。

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