淺論數(shù)控機床加工精度(編輯修改稿)
2025-07-23 20:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 對刀器就方便多了,對刀器就相當于一個固定的對刀試切工件,刀具碰了就記錄進去位置了. 10 / 26 工件坐標系時一般應遵循如下原則: 盡可能將工件原點選擇在工藝定位基準上 ,這樣有利于加工精度的提高。 盡量將工件原點選擇在零件的尺寸基準上 ,這樣便于坐標值的計算 ,減少錯誤率(當尺寸基準與工藝基準不重合時 ,則要考慮由基準不重合產(chǎn)生的誤差) 。 盡量選在精度較高的工件表面上 ,以提高被加工零件的加工精度。 對于對稱零件 ,應設在對稱中心上 ,一般零件應設在工件輪廓某一角上 ,且 Z 軸方向上原點一般設在工件表面。 對于臥式加工中心最好把工件原點設在回轉(zhuǎn)中心上 ,即設置在工作臺回轉(zhuǎn)中心與 Z 軸連線的適當位置上。 應將刀具起點和編程原點設在同一處 ,這樣可以簡化程序 ,便于計算 ,提高加工精度。對一般零件 ,僅按上述原則確定工件坐標系 ,即能保證其加工精度。但對于復雜、特殊零件 ,就要綜合考慮各種因素對加工精度的影響?！≡诹⑹郊庸ぶ行纳霞庸せ喂ぜ鶕?jù)畸形工件的結(jié)構(gòu)特點 ,往往在一個零件上要選擇兩個或兩個以上的坐標系 ,這時就要根據(jù)零件的形狀特征、夾緊方式及各加工部位的精度高低等因素綜合考慮: 建立幾個坐標系。 先加工哪個坐標系的哪個表面才能提高整個零件的加工精度。 坐標系間定位尺寸的精度對各部位加工精度的影響(某些定位基準可能不在工件上) 。11 / 26 在臥式加工中心上加工箱體類零件根據(jù)箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點 ,不僅除上下底面之外的四個側(cè)面需要分別建立四個定位坐標系 ,而且每一側(cè)面上有時還需建立幾個坐標系 ,這時就必須考慮各加工精度如何保證。如： 機床回轉(zhuǎn)中心坐標精度對零件相對兩側(cè)面坐標系的建立來說 ,它直接影響兩相對側(cè)面通孔的同軸度。 每一側(cè)面上幾個坐標系建立時 ,加工工序的設計對加工精度的影響。 以底面為基準的的裝夾精度 ,直接影響孔軸線相對端面的垂直度。 基準底面精度對孔的中心高精度的影響。當然 ,零件結(jié)構(gòu)不同 ,精度要求不同 ,坐標系的建立也不一樣 ,不管何種情況都應詳細分析優(yōu)先選用哪一原則或同時兼顧哪幾項原則 ,才能有利于保證零件加工精度、提高工作效率 ,降低加工成本。 12 / 264 如何提高數(shù)控機床的加工精度 目前數(shù)控機床位置精度的檢驗通常采用國際標準 ISO2302 或國家標準 GB1093189 等。同一臺機床，由于采用的標準不同，所得到的位置精度也不相同，因此在選擇數(shù)控機床的精度指標時，也要注意它所采用的標準。數(shù)控機床的位置標準通常指各數(shù)控軸的反向偏差和定位精度。對于這二者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑。效率、質(zhì)量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術之一，國際生產(chǎn)工程學會（cirp）將其確定為 21 世紀的中心研究方向之一。在加工精度方面，近 10 年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由 10μm 提高到 5μm，精密級加工中心則從 3～5μm，提高到1～，并且超精密加工精度已開始進入納米級()。 因為數(shù)控機床通過坐標控制刀具進給。每次操作完數(shù)控機床，機臺一般不在零點位置上，當你下次操作機床的時候，如果不進行回零操作，那你程序中的坐標系反應在機床動作的時候就會出現(xiàn)偏差，即不能準確的建立機床坐標系。通過機床回零操作，確定了機床零點，從而準確地建立機床坐標系，即相當于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立一個以機床零點為坐標原點的機床坐標系。這樣你程序中的坐標就可以準確的在機床的運動中表現(xiàn)出來。其實無論是否提高機床加工精度，數(shù)控機床回零操作都是操作數(shù)控機床必須的一個步驟 反向偏差 在數(shù)控機床上，由于各坐標軸進給傳動鏈上驅(qū)動部件(如伺服電動機、伺服液壓馬達和步進電動機等)的反向死區(qū)、各機械運動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標軸在由正向運動轉(zhuǎn)為反向運動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙或失動量。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。如在 G01 切削運動時，反向偏差會影響插補運動的精度，若偏差過大就會造成“圓不夠圓，方不夠方”的情形；而在 G00 快速定位運動中，反向偏差影13 / 26響機床的定位精度，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低。同時，隨著設備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造成運動副間隙的逐漸增大而增加，因此需要定期對機床各坐標軸的反向偏差進行測定和補償。 偏差的測定 反向偏差的測定方法：在所測量坐標軸的行程內(nèi)，預先向正向或反向移動一個距離并以此停止位置為基準，再在同一方向給予一定移動指令值，使之移動一段距離，然后再往相反方向移動相同的距離，測量停止位置與基準位置之差。在靠近行程的中點及兩端的三個位置分別進行多次測定(一般為七次)，求出各個位置上的平均值，以所得平均值中的最大值為反向偏差測量值。在測量時一定要先移動一段距離，否則不能得到正確的反向偏差值。 測量直線運動軸的反向偏差時，測量工具通常采有千分表或百分表，若條件允許，可使用雙頻激光干涉儀進行測量。當采用千分表或百分表進行測量時，需要注意的是表座和表桿不要伸出過高過長，因為測量時由于懸臂較長，表座易受力移動，造成計數(shù)不準，補償值也就不真實了。若采用編程法實現(xiàn)測量，則能使測量過程變得更便捷更精確。 例如，在三坐標立式機床上測量 X 軸的反向偏差，可先將表壓住主軸的圓柱表面，然后運行如下程序進行測量： N10 G91 G01 X50 F1000；工作臺右移 N20 X－50；工作臺左移，消除傳動間隙 N30 G04 X5；暫停以便觀察 N40 Z50；Z 軸抬高讓開 N50 X50：工作臺左移 N60 X50：工作臺右移復位 N70 Z50：Z 軸復位 N80 G04 X5：暫停以便觀察 N90 M99； 需要注意的是，在工作臺不同的運行速度下所測出的結(jié)果會有所不同。一般情況下，低速的測出值要比高速的大，特別是在機床14 / 26軸負荷和運動阻力較大時。低速運動時工作臺運動速度較低，不易發(fā)生過沖超程(相對“反向間隙”)，因此測出值較大；在高速時，由于工作臺速度較高，容易發(fā)生過沖超程，測得值偏小。 回轉(zhuǎn)運動軸反向偏差量的測量方法與直線軸相同，只是用于檢測的儀器不同而已。 偏差的補償 國產(chǎn)數(shù)控機床，定位精度有不少，但沒有補償功能。對這類機床，在某些場合下，可用編程法實現(xiàn)單向定位，清除反向間隙，在機械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達插補起始點，然后再開始插補加工。插補進給中遇反向時，給反向間隙值再正式插補，即可提高插補加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。 何提高數(shù)控機床的精度 對于其他類別的數(shù)控機床，通常數(shù)控裝置內(nèi)存中設有若干個地址,專供存儲各軸的反向間隙值。當機床的某個軸被指
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