改善数控机床精度的方法探索与分析

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1、48工具技术改善数控机床精度的方法探索与分析李继中深圳职业技术学院摘要：从数控机床的精度指标及检验依据分析入手，介绍了精度补偿、数控系统伺服调整与优化、利用数控系统设置的控制功能及改进机床功能部件设计方案等工程实践方法，旨在改善在用机床或机床精度试验中的精度指标。这些实践方法对数控机床的检验、检测、调试、改造等能提供指导，并行之有效。关键词：精度；精度补偿；伺服调整与优化；前馈控制；内装电主轴中图分类号：TG65文献标志码：AExplorationandAnalysisaboutMethodsforIm

2、provingCNCMachineToolsAccuracyLiJizhongAbstract：ByanalyzingtheaccuracystandardandtestguidelineaboutCNCmachinetools，thispaperexpatiatestheengineeringmethodsinimprovingtheaccuracyofoldCNCmachinetoolorCNCmachinetoolsaccuracytest，suchasaccuracycalibration，CN

3、CServotuneandoptimization，utilizingCNCcontrolfunction，improvingfunctionalcomponentdesignofmachinetoolandsoon.ThemethodscanguideCNCmachinetoolscheck-up，testing，adjustingandreconstruc⁃tion，andtheyareeffectiveforthatbyprovedexperiments.Keywords：accuracy；acc

4、uracycalibration；servotuneandoptimization；feedforwardcontrol；builtinmotorspin⁃dle数控机床轴线的定位精度和重复定位精度所表1引言现的是数控机床的综合精度。定位精度反映了机床高精度化是数控机床目前的发展方向，数控机的固有特性，属系统误差；重复定位精度反映了机床床的精度分为静态精度和动态精度，通常指空载时轴线精度的一致性，呈正态分布，属偶然误差，影响的检测精度，主要指机床轴线的定位精度和重复定批加工产品的一致性，反映出机床伺服系

5、统特性、进［2］位精度。影响数控机床加工精度的因素如表1所示。给系统间隙与刚性、动部件的磨擦特性等因素。数控机床精度的检测依据主要有：GB/T20957数控机床精度是通过设计并采取相应的保障措精密加工中心检验条件、GB/T16462数控车床和车施实现的。在机床设计时，必须按照系统工程的实削中心检验条件、GB/T17421机床检验通则，其中施方法，根据数控机床总的精度指标，对母机精度、GB/T17421.2－2000数控轴线的定位精度和重复定传动系统精度、控制系统精度、其它功能部件的精度［1］位精度的确定

6、是主要的检验依据。等进行系统分配，然后，再按照分配后的精度指标，表1影响数控机床加工精度的主要因素选择与各功能部件相适应的设计方案，并通过实验主要因素说明验证，保证各功能部件的精度满足分配精度指标要机床的几何精主要有机床结构（母机）的加工精度及配合精度，［2］求，最终才能确保总的精度指标满足设计要求。因度（母机精度）是保证数控机床精度的基础此，数控机床的精度是设计出来的，不是通过补偿或主要有传动副的加工精度及配合精度，如反向偏坐标轴线的机改进得到的。本文对在用机床精度或机床精度的实差、螺距误差、装配的几

7、何精度等，需要进行检械精度测、调整和补偿验过程中如何改善精度进行探索和分析，力求为数主要是主轴稳定性和回转精度，如主轴结构及加主轴性能工时的径向或轴向稳定性等，主轴应保证转速平控机床的检验、检测、调试、改造提供指导。稳，加工时径向或轴向不跳动主要有系统的计算精度、检测装置的检测精度、2精度指标与检验依据分析数控系统性能伺服系统的稳定性等，可通过测试与调整、优化，保证伺服系统工作在最佳性能状态机床轴线的定位精度与重复定位精度指的都是［1］双向指标。收稿日期：2011年9月双向定位精度为2012年第46卷N

8、o.149A=max[Xˉi↑+2Si↑;Xˉi↓+2Si↓]-min闭环控制的数控机床，由于其检测装置分辩率高，且（1）[Xˉi↑-2Si↑;Xˉi↓-2Si↓]进行实时位置的检测与反馈，控制精度高，精度补偿式中，Xˉi↑、Xˉi↓、Xˉi分别为测量目标点“i”处的双的效果不太明显，但通过补偿，可以避免系统在定位向趋近平均位置偏差与双向平均位置偏差，如图1所过程中的振荡而提高机床的动态性能。对于滚珠丝示。杆传动副结构半闭环控制机床来说，对