探析数控加工中的误差及补偿方法

探析数控加工中的误差及补偿方法摘要：在过去的几年里，随着经济的快速发展，中国进入了信息技术时代，自动化机械设备越来越多，对工业发展和人民日常生活的影响越来越大，数字控制工具是一种机器，数字控制工具，自动化工具具有能够有效地处理和处理复杂、复杂、多样、小零件的加工，代表了现代机床控制技术的发展趋势和方向，是典型的机电一体化产品。在实际加工过程中，数控机床受到多种因素的影响，这些因素可能导致加工错误，影响其工作质量，导致加工产品出错，影响经济效益和生产企业的未来发展。关键词：数控加工；误差；补偿方法引言数控机床是制造价值创造的基础，是基础制造能力的核心。数控机床的水平在一定程度上反映了制造水平。高精度的误差补偿是先进数控机床的主要发展方向。如何提高数控机床的精度：一是在应用良好的温度和振动控制的同时减小误差，消除或减少设计和制造过程中可能产生误差的原因，提高数控机床的机械精度和动态性能，控制机床内外环境的措施、气流湍流等方法来减少误差原因的影响。二是通过软件工程和人为制造错误消除数控机床故障的纠错方法。相对而言，数控机床精度的提高会遇到很多困难，其中包括改进空间的限制、高昂的成本、不断改变的加工条件、机器故障等。因此要想提高数控机床的精度，需要进一步研究数控机床的误差补偿技术。1数控机床加工误差的内涵在数控机床加工过程中，生产加工误差表示在数控机床加工过程中出现的误差或尺寸误差。具体而言，这适用于加工后产品取向或尺寸的一定程度的偏差，偏差适用于实际制造的零件和数据之间的间隙，如加工前的设计和估计尺寸。在制造业生产过程中，数控机床造成的误差一直是各国和企业关注的焦点。数控机床造成的误差直接影响产品质量和生产运行效率，阻碍生产企业实现先进生产的目标，也阻碍中国生产水平的进一步提高和发展。虽然加工误差在数控机床生产过程中是不可避免的，但我们必须尽力减少数控机床的加工误差，尤其是数控机床技术，这是中国当前或未来制造业最重要的发展方向。2数控机床加工误差的产生因素2.1温度变化带来的误差对中国大多数中小企业来说，数控机床的加工精度有限，温差对低精度工件质量的影响也不是特别清楚。随着加工工件精度要求的进一步提高，并逐渐达到机床能达到的极限，机床开机主轴由低转速慢慢往高转速热机，转速过高油冷机降温温度变化对精度的影响逐渐凸显。数控机床在零件加工过程中连续工作。而且在一般环境下的厂房中一天的温度是不一样的，甚至有可能产生较大的温差变化。因此，数控机床坐标系在高温和冷变过程中移动，从而在零件加工中产生误差。数控机床在连续加工过程中会释放出大量热量，在这种热量的影响下，机床的所有部件都会引起工艺尺寸的热变形，造成加工工件的误差。2.2加工刀具带来的误差数控加工刀具是数控加工的组成部分，有各种工件加工对应的刀具。如果工具有错误，将直接影响加工工件的精度。由于数控编程技术人员通常根据刀具的理论尺寸对工件进行编程，旦刀具出现误差，那么相对应的工件就会产生误差。如钻头，铰刀类刀具如果出现误差，会直接导致加工工件的尺寸出现误差。对于刀具的安装，可能由于锈蚀或者没有发现的铁屑就会造成，刀具旋转工程中离心力增大，增大扰动，造成尺寸产生误差。切削刀具的磨损也需要仔细测量。切刀磨损必须定期检查，以确保零件精度高，否则零件的外形误差会增加，最终超过允许的误差范围。刀具在加工过程中切削工件表面会产生热量，尽管一部分的热量会随着切削屑的飞出被带走。但是仍然有相当一部分热量会造成刀具以及工件表面温度的温度升高，进而导致工件出现热变形，扩大加工误差。2.3数控机床本身误差数控机床本身的误差主要来自控制系统和传动系统两个方面。关于控制系统的误差，如果在开环机床控制系统中没有提供相应的反馈模块，往往很难将加工件的实际参数直接送入系统，因此伺服系统本身会出现一定的误差。闭环控制系统可以检测并返回工件的位置，但由于影响面多，容易出错。此外，半封闭控制系统的传动机构不在回路中，因此会出现某些错误。至于传统的系统误差，由于数控机床的工作必须系统化，目前许多机床的功能水平存在一些差异，在实际加工过程中容易出现过载和过切等问题，极大地影响了机床的加工精度。3数控机床加工误差补偿技术3.1数控机床的误差建模技术数控机床误差建模是数控机床误差分析与修正技术之一。在实际操作中，该技术主要应用于误差综合建模分析技术和误差分析技术。软件之间的转换也会造成误差，它是数控机床误差建模技术的重要组成部分。同样，在工作过程中，工件和刀具之间也经常存在位移差。在误差建模技术的应用状态下，误差建模控制技术可以精确测量，也可以测量上述位移，因此捕捉原始误差的技术实现综合技术，可以直接有效地反映误差。因此，误差建模技术在当前的研究过程中得到了广泛的应用，成为工业制造领域最具代表性的误差建模技术。3.2数控机床的误差补偿技术实现误差补偿的技术包括离线补偿和实时补偿两种技术。在实时校准中，补偿器从相关的硬件辅助设备中采集数据，（如3d扫描技术，视觉的应用）以达到修正设置数据中错误的目的，然后通过数控机床的数据结构和数据模型对输入的数据进行正确处理，并根据上面提供的数据构建数据结构和数据模型来进行实时偏移。3.3数控机床的刀具误差补偿技术数控系统的对刀过程是计算数控系统刀具中心轨迹的过程，在加工过程中，数控系统根据详细程序中的刀具直径自动计算刀具中心轨迹。使用偏移寄存器完成零件加工。进行CNC编程时，只需调用刀具补偿参数对应的寄存器编号即可进行加工。进行刀具偏置时，采用交点计算方法，读取每条线段起点前的两条线段，计算出交点，并自动将偏置矢量路径添加到每个方向矢量的左侧或右侧。因此，工件被加工成图案的轮廓。基本思想是：在描述连续体的模型中引入了错误参数条目，可以表示安装错误、装配错误、导杆非方形、非平行、错位等。显示数控机床的误差条件。接下来，可以推导出每个运动部件中任意点的位置误差表达式的位置，并用UG，powermill求解。3.4数控机床自身误差控制技术为了有效地控制数控机床的误差，我们必须首先从控制系统中存在的误差开始。相关操作人员在充分理解机床结构和性能的同时，应结合电机的实际要求，实现控制方案的有效优化。同时，为了实现对工件加工过程的有效控制，应建立相应的反馈系统，及时纠正错误。其次，在针对现代经济型数控机床故障原因进行传动系统误差控制时，应加强传动系统的优化。一方面需要从传动元件入手，尽可能提升其结构的刚度，避免机床在运行的过程中出现震荡问题，另一方面，也需要最小化传动系元件之间的间隙。与此同时，为避免出现由于温度而导致的传动不稳定问题，还应该尽可能增加传动链的刚度与耐热性，以此保障其传动过程的稳定性。结束语综上所述，随着我国经济的快速发展，我国机械制造业水平有了显著提高。使用数控技术来控制加工的设备种类很多，数控机床就是其中之一，在生产过程、零件和个人上都存在一些误差，从这个角度来说，大家一定要掌握误差，灵活运用数控机床补偿技术，提高机床精度。参考文献吴飞,王正卫.数控加工误差补偿方法研究[J].数字制造科学，2020,15(Z1):42-47.王杉.数控加工中的误差分析及补偿方法[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2019(05):183-184.