数控机床几何误差测量研究现状及发展趋势

王立鹏

(齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

0 引言

如今在各种零件加工过程当中，对测量精度的要求直接的上升到纳米级。而在一些零件加工过程当中，需要使用到大量的超精密的加工技术以及加工设备，而对于机械进行加工也具有更高的精度和能力，这就需要分析数控机床几何误差产生的原因，并且对于误差进行补偿。

1 数控机床几何误差出现的主要原因

在数控机床测量试验过程当中，一定会出现数控机床的几何误差，而这种误差的出现不可避免，只能尽量减小。在测量过程中，需要根据数控机床都有的特色对其进行离线测量，并且根据测量所得到的结果进一步修改几何误差，使几何误差出现的概率更小，之后对机床进行精度强化。

1.1 原始制造误差

原始制造误差产生的主要原因是，在施工机床各个部件工作时各个因素的影响而导致的运动误差。原始制造误差包括热变形误差以及控制系统的误差，热变形误差是因数控机床测量过程当中某个构造的结构出现变形现象而引起的，而控制系统误差则主要是因为在控制系统操作时，没有事先进行调试或者是工作人员操作不规范而引起的，这两者的误差都会直接地影响到数控机床的正常运转，对其安全性也有着不良影响。

1.2 数控机床使用时产生的误差

在数控机床使用过程当中，可能会因为数控机床的刀具，测头以及各种工件而产生误差，这种误差如果出现，就会使得零件的废气量达到最高，直接地影响到最终的制作质量。同时在数控使用过程当中，也可能会因为机床的振动而产生误差。这是因为在数控机床使用过程当中进行测量需要经过比较多的工序，同时在其中涉及到的技术也比较复杂。在这种条件之下如果机床运转不稳定就可能会出现振动，进而在零件加工过程当中影响到外部表现，使零件不能够达到最终质量的要求。

2 做好数控机床的误差测量以及误差补偿

2.1 数控机床的误差测量

在进行数控机床误差测量过程当中需要做好热误差以及力误差的测量，因为数控机床具备较高的精密程度。如果因为工件测量过程中错误操作而导致外部出现变形现象，就会直接影响到最终零件的废弃率。而想要对热误差进行测量，则需要感觉温度传感器的布点，从而选择出有限的语言分析，之后，建立起热误差的模型，从而更好地对工件进行测量。而除此之外，在力误差测量过程当中，其产生的主要原因是因为在零件加工工程当中，加工一些重型零件时，因为超出负荷限度而使得数控机床产生变形现象，或者是在工作台移动过程当中，因为数控机床受力较为分散，导致机床出现变形现象。而这些变形现象都可能会对于最终的加工仪器测量带来一定的偏移值。如果数控计算机和误差最终所得到的测量结果出现了力误差，这就需要分析装夹力以及切削力等种种影响因素。但是因为在具有高精度的数控机床使用过程当中，并不会测量超出负荷的重型工件，因此力误差不是数控机床几何误差产生的主要原因。

2.2 对于数控机床产生的几何误差进行补偿

通过对于测量过程当中使用的方法及具体操作进行深入的分析，能够针对性地进行误差补偿。而对于误差进行补偿则能够进一步地使得工件具有更高的加工密度，而对误差进行补偿的方法可以通过在具有较大运动误差的机床之上添加相关的硬件机构，从而对误差进行补偿，而通过这一种硬件补偿的办法，并不能够及时地对于发射出来的信号进行反应，也不能根据工件的具体状况进行修整。第2种则是在机床上安装有关设备，通过陶瓷的细小变化，及时对误差进行补偿，而通过这种办法可以根据工件的不同状况进一步地修正误差的补偿值，并且还能够及时地对于补偿信号进行反应，进一步地了解到具体的精度以及功率。

3 数控机床几何误差测量未来的发展趋势

对误差测量原因进行分析，并且采取误差补偿，能够进一步提高数控机床测量的精度，但是在数控机床使用过程当中，热误差、力误差以及几何误差等多种误差能够直接结合在一起，使得最后得到的结果出现一定的误差。在这种情况下，如果没有搞清楚误差产生的具体原因，对于其成因进行分析，则会使着误差测量有着较大的困难，因此，就需要理清误差产生的原因，并且进一步地提高数控机床的精度，进而制造出具有更高性能的测量设备。

4 结束语

在机床机械制造过程当中，对于测量结果中产生的几何误差测量进行深入的研究并且进行误差补偿，能够将误差产生概率降到最低，之后还能进一步提高机床测量的精度，促进机械制造行业更快的发展。