数控机床加工尺寸不准的故障排除

   摘要：以数控技术为基础的先进制造技术快速地取代传统的机械制造技术，已成为当今
机械制造技术发展的趋势。数控机床在制造业中的大量应用，使社会对能熟练掌握数控机床
操作、编程及维修人才的需求量越来越大，本文在对数控机床加工尺寸不准故障方面展开探
讨，另外也分析了其中模块刀具补偿和补差算法，以期利用计算机自动求解出控制机床精
密运动的代码，实现对机床的精密控制。并且在机床的设计制造过程中融入精度再生的理念。
 
　　关键词：数控机床，尺寸　维修

 

　　数控机床的精度是机床制造者和使用者最关心的问题之一，是衡量机床性能的一项重
要指标。如何提高数控机床的加工精度即减小机床的加工误差，就成了人们研究的重点和热
点问题，对此国内外的专家学者进行了大量的探索和研究，并提出了很多行之有效的方法。

 

　　

1　造成数控机床尺寸不准的原因 

　　数控机床通常是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、伺服电机、工作台

(或刀架)的位

置反馈测量装置等组成。在零件加工时，数控装置按照控制介质上的加工程序，通过数控系
统的数字运算后向伺服驱动装置发出控制信号，驱动伺服电机转动，再经滚珠丝杠螺母传
递给工作台

(或刀架)，使工件与刀具之间产生相对运动，同时位置检测反馈装置将工件与

刀具之间的实际相对移动量转变成电信号

(如电脉冲信号等)反馈给数控装置，数控装置将

指令转位量与反馈的实际转位量进行比较

(其具体比较量根据伺报系统不同可分为相位、幅

值、数字

)，将其差值又控制工件的相对移动，当工件与刀具相对移动量与指令移动量相符

时，工件与刀具之间停止相对移动，从而加工出符合程序设计要求的零件。

 

　　但在实际加工中却时常出现工件与刀具之间并未完全按照指令值进行相对移动，造成
加工零件尺寸与设计不符。下面就以目前我厂应用最多的半闭环数控机床为对象进行分析，
可将它分为两部分：第一部分是伺服电机的实际转位值与指令转位值不符；第二部分是伺
服电机的实际转位值与指令转位值相符，但工件与刀具的实际相对移动未达到要求。

 

　　

2　数控机床误差补偿技术背景 

　　误差补偿技术发展

40 年来，国内外众多学者的不懈努力推动着误差补偿技术的不断向

前发展。误差补偿的传统途径有硬件补偿和软件补偿两种。本文研究的是软件误差补偿，它
是依据误差补偿算法设计开发出应用软件，对要加工的数控代码进行处理，得到补偿后的
数控代码，用以控制机床加工。软件误差补偿技术的研究包括三个方面：数控机床误差建模
技术；误差参数测量和辨识技术；误差补偿实施方法。

 

　　

2.1 数控机床误差建模技术 

　　数控机床误差建模技术，要实现高精度误差补偿的首要问题是如何精确的建立数控机
床空间误差

(几何误差、热变形误差、载荷变形误差)的计算模型。其中，几何误差建模多种多

样，早期的研究是用三角关系来推导几何误差模型。目前，利用专家系统、神经网络、模糊控
制等人工智技术发展，给误差补偿带来新的发展。载荷误差主要体现在大型或重型机床上，
如镗铣床滑枕悬臂的下垂变形，龙门铣床主轴箱移动引起横梁变形等，关于这方面研究较
少。