肖光临，吕岩，焦丕显，李林

（1.沈阳第一机床厂；2.沈阳机床（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）

数控机床加工精度的提高在产品生产中起着关键性的作用。在此背景下，工作人员应不断丰富自身专业技能，了解产品生产过程中可能出现的问题，根据数控机床加工的实际状况制定设计方案，以此提高机床加工的精度。

1 影响数控机床加工精度的相关因素

1.1 气温

我们都知道“热胀冷缩”的原理，温度过高或过低都会使金属形态发生改变，从而影响零件产出的尺寸和精度等。

1.2 工艺系统热变形

在机床加工环节中，零部件会出现摩擦等不良现象，此时，会产生大量热能，这会导致零件与零件之间接触不均匀。过量热能是零部件发生变形的征兆，在受热过强的位置出现形变，使工件和刀具两者之间误差不断拉大，这对数控机床的加工精度造成了极大影响。

1.3 安装环境

数控机床对安装的位置也有一定要求，安装区域一定要与振动位置保持适当的距离，以免因潮湿、辐射等不良因素对数控机床的生产造成影响。此外，还要科学地寻找振源，将有效的防振措施引入机床安装的环节中。

1.4 编程误差

在编程这一环节中，插补误差和逼近误差在其中起着关键性作用。在进行插补计算时，由于数据集中到一定范围后，会提高数控机床出现定位误差等不良情况的概率，进而对数控机床的加工精度造成了极大影响。在出现误差这一不良状况前，利用加工零件的轮廓方程计算出的误差值存在不稳定性，这也极大地提高了数控机床在加工时出现误差的可能性。在实施热变形误差防止措施时，考虑到热力对误差的作用，尤其是在热变形条件下，零部件的精确度会变得更模糊。热变形的产生，主要因为液压系统等设备受到热源过大导致的，在热量达到一定数值后，零部件就会发生变形，使机床精确度不断降低。

2 数控机床加工精度提高方法

2.1 从机械调整方面提高数控车床加工的精度

机床调整主要由主轴、床身等这几方面组成，在对其实行相应调整后，车床才能达到一定的出产标准，并保持在合理的数控车床加工精度范围内。在此过程中，相关人员需要时刻关注场内监控，对待车床加工不足的地方，采取积极有效的措施去调整产品的生产。这也是提高数控加工精确度最直接的方案，这一方法的实施对工作人员技能没有任何要求，但需要他们定期对这些产品进行检查。

2.2 从电气调整方面提高数控车床加工的精确度

电气调整主要从两方面入手，一方面是对机床参数的控制，在此过程中，又有两项内容会影响机床加工的精度，分别为系统增益和定位死区。在系统增益上，相关人员需要时刻关注机械阻尼对车床转动惯量的影响，其与车床加工精确度有着密切联系。此外，相关人员还需要减少定位死区，通过这种方式提高机床运作的精确率。这两项内容要在机床加工过程中同时进行。另一方面，相关人员可以引入相应系统实行电气调整。随着我国科技的不断提高，数控机床在运行上已实现了远程操作。此时，各工厂要持续改善自身设备，引进大量监控设备，采用这种方法不但可以有效地监管机床运行，而且还能减少人工干预带来的资源浪费，落实成本节约的同时，使车床加工时的精确度也得到提升。

2.3 从车间环境控制方面提高数控车床加工的精度

从车间环境控制方面来看，热源供应需要减到最少，相关人员需要把工作重心放在主轴的转速、间隙调整上。在推力轴承上，由于工作环境差、发热快且大的因素，在一定条件下引入推力角接触轴承，以此减少推力摩擦产生的热量。隔热：使热源和主轴保持适当的距离，如采用油冷、变速隔离器等设备。散热：增加润滑冷却、油冷等内容的使用。减少热变形的影响：不管采用哪种措施，都只能将热变形的作用压到最小，它不可能完全消失，所以，采取相应措施能够有效将热变形的影响降到最低，确保车床加工能够保持在合理的精度范围内。

2.4 采用误差补偿法提高数控机床加工的精度

对数控机床加工的定轴位置做详细记录，其在误差补偿中起着关键性作用，此时，将部分有效的记录数据和实际测量数值拿来对比，查看其中的误差值，并在实施过程中选出准确的基准点，记录下计算出的误差值，将其输入控制系统中，通过这种方式，不仅可以有效把控数控机床加工过程中的轴运动，还能提高加工的精度。当测量点数量积累到一定数值后，螺距所出现的误差就越大，这种误差是借助数控机床坐标系运算出来的，所以，确保所选的参考点是零是至关重要的。

2.5 从对误差的避免中提高数控机床加工精度

（1）调整原始误差。在数控机床加工环节中，无法消除的就是生产过程中的误差，最常出现的就是加工零件和数控机床之间误差，其常常被人们称为原始误差。在出现这一误差后，首先，相关人员需要对这一情况的出现进行分析，结合其所会出现的状况实行相应评估，以此制定出有效的改进措施。数控机床的自身位置精度和几何精度这两项内容会影响零件的加工精度，所以，科学控制数控机床的位置精度和结合精度对零件的生产质量起着积极作用。在加工时出现形变等不良现象，其主要由于加工中所产生热能引起的，最终致使零件出现形变，这时，采用风能和水能这两种方式能够有效降低热变形这一不良现象的发生率，为数控机床加工过程中精度的提高打下坚实基础。

（2）合理的机床核心部件能够有效地避免误差产生，在对机床进行加工时，相关人员需要充分重视机床定位精度的调整，其中，核心部件的选择在其中起着关键性作用。例如，在选择机床的滚珠丝杠时，科学地选择滚珠丝杠技术，保证技术实施与设备的安装能够完全契合，使系统传动精度位置保持在规范的数值内。因此，在精度选择上，设计内容要依据滚珠丝杠的承载能力为根本出发点，以此更好地避免误差的产生。

（3）采用实时监控技术。在我国科学技术不断进步的背景下，网络技术也不断应用到各行各业中，为了降低零件加工过程中出现误差的概率，相关人员可以将监控技术引入零件加工中。一旦发现有误差存在，及时将其产生的缘由记录下来，为今后管理者在问题分析上提供事实依据，随后制定出相应解决方案，以免同样类型的错误再次发生。这种方法主要利用误差补偿技术来实施，通过这种方式，相关人员不但可以及时作出项目改善方案，而且还能准确地选出误差补偿技术，最终提高零件加工的精度。

2.6 从轨迹拟合方面提高数控机床加工的精度

在考虑到数控机床加工路线都是由小段圆弧和小段直线加工拟合的。此时，系统只能在非圆曲线的状态下对机床进行加工操作，使圆弧不断靠近直线，这会导致拟合曲线和真正意义上的非圆曲线产生较大差距。针对这一现象，多数人会引入等误差等多种方法来对非圆曲线的轨迹进行拟合，等误差能够有效地提高机床加工质量，保障拟合的精确度，这也是等误差在轨迹拟合中得以应用的主要因素之一。虽然非圆曲线通过自动化方式实行的，但是，在此过程中还是存有一定误差，此时，相关人员需要严格地进行计算来控制拟合误差。

2.7 从编程漏洞方面提高数控机床加工的精度

在编程这一环节中，由于零件的外部形状是利用近似算法模仿出来的，这时，其在编程过程中很容易出现生产误差。虽然这种情况不会影响直线生产，但其会逐渐地将非圆形曲线推注成直线轮廓，这会极大地提高误差发生率。进而影响加工零件尺寸精度等。在编程过程中，即使数控机床能够对几何误差进行一定补偿，但其还是无法解决根本性问题，插补误差等问题依然会持续出现。针对这一现象，相关人员需要根据机床的实际情况进行设计运算，在把机床插入参考点的同时，将横纵坐标都进行清零操作，以此减少误差的累计，避免问题堆积。此外，为了更好地消除数控系统运算造成的误差，相关人员需要在技术实行的过程中引入参考点指令，保证加工精度水平。编程误差对精度的影响能够借助各种方式降到最小，其中，插补间隙或增加机床的分辨率就能对加工误差进行有效补偿，为加工精度的提高打下坚实的基础。

2.8 从技术完善方面提高数控车床加工的精度

随着我国科学技术的不断进步，机床精度也随之发生了巨大的变化，它能够从之前微米级转变为现阶段的纳米级。除此之外，轴承技术在运作上也发生了极大变化，其在机床加工时极易出现迟滞等不良现象，而迟滞对定位的精度起着积极作用，在科学进步的同时，静压轴承技术对机械的迟滞也有了明显改善，迟滞问题也得到了解决，因此，技术的完善对数控车床加工有着极大影响。

3 加工精度提高方法中存在的问题

3.1 在编程中出现的误差影响

精度异同是数控车床与普通车床之间的区别，经研究表明，在程序编制过程中误差是能够缩小的，这就需要工作人员做到以下几方面内容来减小误差，更好地提高数控机床加工的精度。

首先，依据插补误差对车床精度的作用。相关人员需要利用巧妙的方法应对编程中可能出现问题，引入绝对编程。此外，还可以将会参考点质量插入编程程序中，将编程误差降到最低。其次，评估误差对最终精度的作用，在此过程中，部分人员为了避免烦琐的检查和运算会选择近似数值来进行误差评估，这也会成为误差产生的一项重大因素。所以，相关人员需要熟练的应用廓形方程进行编程，以此更好地避免误差出现，提高数控车床加工概率。最后，在编程过程中，圆整误差对车床加工精度起着积极作用。因此，相关人员在加工时，需要把选择脉冲当量所决定的直线位移最小值拿来作为参考，严格按照编程图纸来实行相应工作。

3.2 误差补偿技术存在的问题

误差补偿技术的使用对机床精度的提高起着积极作用，首先，利用误差补偿技术能够有效地达到“硬技术”，使机床保持在精度水平。其次，利用误差补偿技术能够很好地解决机床在加工中出现的各类问题，以便更好地达到事半功倍效果。最后，在达到一定效果后，利用误差补偿技术能够有效降低制造成本，保障企业经济效益的提升。但此种技术并没有得以推广，具体因素如下。

误差补偿技术缺乏系统化、通用化的数控机床建模方法，数学模型与机床类型不吻合。现阶段，误差参数辨识技术还没有发展成熟，误差辨别困难较大，数控制系统硬件会作用于误差补偿技术，这一技术很难施展开。第二，加工误差和机床的加工对象有着密切联系，像不同类型的加工件，或因为质量等内容产生一系列问题。

4 对加工精度提高方法中存在的问题进行分析

我国数控技术在发展过程中出现过各种各样的问题。针对这一现象，将误差补偿技术引入数控机床加工中，其不但能够巧妙地改善机床加工精确度，使这种技术的应用价值充分展现出来，而且还可以有效地降低花费成本，使工厂的每一份资源都能够得到全面利用，最终实现精度水平，甚至还能规避往常不能避免的误差。在一定条件下，利用误差补偿技术能够很好地减少其他应用设备使用，这对企业经济效益的提高有着积极影响。

误差补偿技术在数控机床加工中有着极大的应用价值，但是不是所有的企业都能用上这一技术，其在运用上也是存在一定缺陷的。误差补偿技术的实施需要拿建模方式做铺垫，结合对数控系统硬件的使用，更好地辨别出误差。对于我国中小型企业来说，其需要有大量的资金支撑来使用这种技术，而小型企业本身就是小本经营，在数控机床加工中，没有更多的资金去实行误差补偿技术，这也是导致误差补偿技术无法得到广泛应用的主要因素之一。

5 对数控机床加工精度提高技术的进展分析

首先，提高CNC 系统控制精度：利用高速插补技术，采用微小程序来实施精确把控，在持续对进给中单位进行精细化后，在位置检测设备中引入分辨率较高的设备，以此提高位置检测的精准度水平。其次，采用误差补偿技术：使用反向间隙补偿等技术对设备因热变形而造成的误差进行综合性补偿。经研究发现，误差补偿技术能够有效提高数控机床精度。最后，利用网格解码器全面检查数控机床运行情况，提高其运行精准度水平，利用仿真技术来预测机床的精准度，保障其性能可以长期处于稳定值状态，提高其加工质量。

6 结语

在社会不断发展的背景下，以往的数控加工技术模式已不能满足现阶段零件生产要求。针对这一现象，相关部门需要不断完善法律法规，定期对工厂加工技术进行排查，提高其生产水平。而工作人员需要摒弃以往的产品生产理念，紧跟时代发展步伐，了解其在生产过程中可能出现的问题，根据数控机床加工的实际情况制定设计方案，提高数控机床加工的精度。