浅析影响数控机床精度的因素

浅析影响数控机床精度的因素

【摘要】生产中影响数控机床定位精度的因素有很多，主要对伺服进给系统、生产现场、热误差及导轨几何精度四个方面对精度的影响进行分析。

【关键词】数控机床；定位精度；影响分析

数控机床的定位精度是机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度，根据实测的定位精度值可判断这台机床以后自动加工能达到的最好加工精度。定位精度与机床的加工能力密切相关，直接影响所加工零件的质量。虽然当前对数控机床精度的研究已经取得了不错成绩，但在实际应用中仍存在着一定的局限性。本文从伺服进给系统、生产现场、热误差及导轨几何精度四个方面对精度的影响进行分析。

1 伺服进给系统误差的影响

1.1 反向间隙误差与丝杠螺距误差

现代机床基本都是以伺服电机直接驱动滚珠丝杠进行位置控制，因此滚珠丝杠的传动误差就成为了影响机床定位精度的重要因素。而对于大多数数控机床采用的都是半闭环控制伺服进给系统，机械传动装置的刚性、摩擦阻尼等非线性因素和传动间隙等都属于系统以外。因此，对于同一方向的各定位点来说，由于不存在间隙误差的影响，他们之间的定位可以很好的反应出丝杠本身制造精度引起的螺距不等；在丝杠向其相反方向运动时，空隙会出现一段时间的空运转，此时丝杠与丝杠副之间轴承与轴承座之间的空隙称为反向间隙误差。在外力的作用下，传动、运动部件会发生一定的弹性变形，造成的误差是其与反向间隙的总和，由于部件受力及运动过程的不均匀，都会导致弹性间隙发生大范围的变化，严重影响设备的精度。

1.2 全闭环进给系统结构误差

理论上来讲，全闭环进给系统是不存反向间隙误差和螺距误差的。但在实际中，这两种误差依然存在，只是形式发生了转化。在系统中传动部件的机械间隙，反应到实际的误差上就是使光栅等感应原件按照造成的反向失动，而由于滚珠丝杠制造误差以及机床加工工件不一致而导致的不均匀磨损而引起的丝杠螺距不均匀，在光栅尺的精度中得到体现。致使机床位置检测回路用时过长而造成跟踪误差过大，从而影响的定位的精度。

2 生产现场的影响分析

在车间，各种干扰对数控机床精度的影响也是一个不容忽视的问题，而这些干扰主要来自于电网电源的引入，主要包括如下几点。