提高数控机床机械加工精度中误差补偿的应用探讨

高泉

在追求生产质量的今天，数控机床加工领域首先必须达到提高其精度的目标。为保证精度，相关单位往往会运用专业的误差补偿方法，这些方法经过长期的使用与创新表现出越来越明显的优势，而如何充分发挥这些技术的作用，值得思考。

一、机械加工误差的产生原因

（一）加工原理误差

加工原理误差是指在对机械零件进行加工的过程中，需要对各种技术、工具等进行综合运用，而刀具轮廓和传动比等要素会在一定程度上造成零件参数及理论误差，这又会间接导致在整个数控机床机械加工行业中都极为常见的精度误差现象。实际上，在数控机床的加工环节，工作人员为了确保操作流程与理论原理保持高度一致，往往会竭尽全力，但受制于实际操作时所用的加工方法和理论尚有差距，加工原理上的误差就依然是不可能避免的。此外，在现实机械加工过程中所用的工具和理论模具也明显不同，而刀具等如果无法达到理想状态，往往会用近似的刀具曲面加以代替，这也可能导致刀具轮廓加工阶段存在一定的加工理论误差。

（二）工艺系统误差

一般来说，机械零件受力点的位置发生转变会在一定程度上带来误差。在加工时，工艺系统的切削着力点往往会因为加工位置的不同而发生一定的改变，导致受力点无法保持稳定而存在浮动，伴随这一现象出现的结果便是误差。此外，在机械加工过程中的受力程度会各有不同，这是因为进行加工的零件自身在材料、外形和大小方面有所差异。最终，受力点切削的力度差异会导致加工工艺方面的误差。

二、数控机床机械加工精度提升的误差补偿技术

（一）硬件静态补偿法

在机械加工精度控制过程中，工作人员经常会用硬件静态补偿法进行处理。这种方法的操作原理是在添加外部硬件机构的基础上，借助外力让机床做和误差方向相反的运动，进而起到控制误差程度的作用。例如在加工螺丝的过程中，因为加工机床丝杠间本身不可避免地存在着误差，此时借助螺距校正尺对螺距加以调节和矫正，就是静态补偿法的直接表现。尽管这种方法在操作中有一定的优势，但其不足也是客观存在的。它只在静止状态下对某些相关数值加以调节并起到补偿的作用，在运动时是完全无法满足补偿的基本需求的。因此这种方法也往往用一种较低的频率进行运作，且更需要和其他方法整合运用。

（二）静态补偿法和动态补偿法综合使用

如上文所述，静态补偿法的使用情况是数控机床加工静止时，运用该方法能够对精度做系统补偿，为克服它不能在运动时产生作用的局限性，往往会将其与动态补偿法进行综合利用，这样机床加工的精度会得到质的提升。而动态补偿法指的是在加工切削的状态下，结合机床所表现出的实际情况、整体环境特征和空间位置变化等做出必要的量或者参数方面的补偿，并且可以在运动状态下做科学的反馈补偿，因此其实用性极强。但与之相对的，在运用这种方法时，需要非常高的数控机床的技术做基础，且其对应的经济成本也是极为高昂。

（三）进给伺服系统补偿法

伺服系统作为一种可以驱动各加工坐标轴运动的重要装置，它在工作时可以同时从正、反两方向运转，且结合加工轨迹的要求，确定具体的运动方向；而且它能达到的精度在0.1 微米，加上它的调速范围宽、响应灵活且无超调、低速大转矩，优势极为突出。进给系统又可以分为开环、闭环、半闭环控制系统三种不同类型，工作人员会根据现实需要对具体的系统进行选择运用。

（四）修改G 代码补偿法

G 代码作为编制机床加工程序的重要语言，在其中自带刀具补偿性能，而具体的补偿原理则是借助改变刀位信息进而修正误差，该方式要求G 代码的编程人员要对器件的形态大小、刀具轨迹等做出准确的把握；在后期的操作阶段，一旦发生位置偏移就必须及时修改代码从而达到补偿目的。联系实际看，该方法更多地被运用在简单零件加工领域，数据的处理量相对较小；而面对结构较为复杂的零件的情况下，工作人员就要借助计算机的G 代码控制完成修改任务。

（五）坐标偏置补偿法

在实际使用过程中，工作人员会结合数控系统所展现的内容对零件加工的误差展开校对处理，一旦发现误差，就能够迅速借助系统对原点坐标做科学的二次设置，及时对该误差加以补偿。坐标偏置补偿法更多地被运用在三轴坐标的数控机床领域，该方法在使用侧头时往往依靠固定侧头，并且离不开基本的软件补偿，这是确保地基稳固的重要手段。

三、结语

综上所述，加强对提高数控机床机械加工精度中误差补偿应用问题的探讨，意义重大。由于加工误差的存在，在很大程度上影响了机械产品的质量，必须尽量克服。为做到这一点，工作人员要首先抓住机械加工误差的产生原因，并在此基础上对几种基本的数控机床机械加工精度提升的误差补偿技术加以研究，通过把握各种技术的操作原理和特征，对其进行准确利用，保证其充分发挥价值。