数控机床的误差分析

1、数控机床的误差分析

数控机床的加工精度是数控机床性能的主要标志之一，也可以在很大程度上代表数控技术的发展水平。从运动学的角度来看，数控机床的加工精度是由机床上的刀具与被加工零件的相对位置决定的。刀具与被加工零件之间的综合误差（位置和方向误差）会影响刀具与被加工零件间的相对移动。数控机床在加工时的误差是普遍存在的，误差是不可避免的。如果加工误差在所要求的精度范围之内，这些误差是可以接受的，在实际生产中仍然被广泛应用。随着数控技术和数控机床的发展，它的精度问题也随之受到关注。精密和超精密加工技术已成为现代机械制造中最重要的组成和发展方向，并成为提高国际竞争能力的关键技术。随着生产过程自动化的飞速发展和精密加工的广泛应用，对数控机床加工精度的要求日益提高。因此，对于数控机床的误差来源分析意义十分重大。根据误差的来源，数控机床的误差可分为以下几类：数控系统误差、传动系统误差、工艺方法误差、温度变化误差、损耗误差、震动误差、外部因素误差等等。

3.1数控系统误差

在精密、超精密机床加工过程中，数控系统的插补原理的不足会造成加工误差；数控系统中的检测原件本身的精度，以及检测速度、反馈频率、系统响应速度、系统的收敛性都会一定程度上影响加工精度。为了尽量避免这种误差，在经济条件允许和加工精度达到要求的情况下，采取以下措施：优化数控系统插补原

理，提高检测元件的精度和速度，提高系统反馈频率，减少系统响应时间和加快系统收敛等等。

3.2传动系统误差

传动系统的误差可能出现在：步进电机本身会有不足之处，比如在负荷很大的加速启动时可能会产生丢步；齿轮箱和滚珠丝杠可能会产生反侧间隙从而带来数控机床的加工误差。为了避免这些误差，我们可以优先考虑使用伺服电机；齿轮箱可以使用双齿轮，使单齿轮的齿的两侧分别与双齿轮的两个齿啮合，从而消除反向间隙；滚珠丝杠使用双排滚珠，双丝螺母，使两排滚珠分别与双丝螺母两侧接触，以此来减小反侧误差等等。

3.3工艺方法误差

机加工工艺方法不当会产生误差。比如切削力过大或者工件重量过大可能会造成床身、立柱、主轴、导轨等的变形造成加工误差；顺铣可能会引起爬行现象影响加工精度；二次装夹会引起定位误差；走到路线如没有切向切入和切向切出会引起工件表面质量问题等等。这些问题都应在工艺分析中尽量避免，如无法避免或者不可行时，可以考虑进行误差补偿。

3.4温度变化误差

温度的变化在机床加工过程中容易被忽略，可是温度变化引起的误差却普遍存在。如机床刚启动时没有预热，电机散热不良，主轴箱摩擦生热，刀具热变形等等都会造成加工精度不稳定从而带来误差。所以在加工零件之前机床应先预热；机床应具有良好

的循环冷却系统以及需要温度检测原件来系统反馈、调节补偿。

3.5损耗误差

刀具的磨损会引起加工误差；机器、设备长年损耗也会引起误差。所以刀具尽量采用非接触的光电检测装置，时时检测还可以避免刀具出现问题造成废件；陈旧的设备用来进行粗加工或者淘汰。

3.6震动误差

加工时可能会出现机床和工件的共振，比如在出现粒状切削时。这种现象应极力避免以防造成震动误差。

3.7外部因素误差

由于人为因素和偶然状况带来的误差为外部误差。设备操作者应该严格遵守操作流程、规范，定时参加安全学习，提高自身技能和素质。车间管理者应该合理安排坯料、设备、半成品、成品的调度等。尽量避免操作者的失误和管理者渎职带来的误差问题。