浅谈数控加工的误差补偿技术

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1、浅谈数控加工的误差补偿技术摘要：随着机械制造技术的不断发展，对数控加工的精度要求也不断提高，在一般制造精度条件下，可以利用误差补偿技术在不增加生产成本的前提下提高机械加工的精度，促使机床总体精度上升到一个全新水平，实现超精密加工。关键词：数控加工；误差补偿措施中图分类号：TG659文献标识码：A一、数控加工误差产生的具体原因数控加工过程中工艺系统误差是客观存在而无法避免的，只能采取措施予以补偿。误差会影响到刀具与工件的位置关系，对工件的加工精度产生直接影响。当然，多种因素均会导致加工误差的产生，比如工艺系统自身的结构状态、切削过程等，而在数控机床加工工件时产生误差的主要原因来自于两

2、个方面，即加工方法误差与调安误差。在工件加工过程中要求实际误差不得大于工件加工精度允许值。其中操作人员进行工件安装或刀具调整时不准确是出现调安误差的主要原因；而导致加工方法误差的主要原因则比较复朵，包扌舌以下几个方面：首先，工艺系统的儿何误差，这类误差主耍来自于加工方法的原理误差、机床误差、刀具及夹具误差、工艺系统磨损误差等等；其次，工艺系统受力及受热后发生变形而导致的误差;最后测量误差及编程误差。在上述三种导致出现加工方法误差的因素中，又以工艺系统的几何误差及热变形误差为主要原因。当然，实际加工过程中其它多种因索均会导致误差的产生，其中不仅有系统误差，还有随机误差，也可能是不同因

3、素综合作用的结果。二、数控加工中误差补偿技术措施数控机床加工过程中可以通过两种方法提高加工精度，降低加工误差，一种是误差预防法，另外一种则是误差补偿法，单纯采用误差预防法只能在某种程度上提高加工精度，却无法完全消除加工误差，并且采用误差预防法需要投入大量成本，因此本文就将讨论的重点放在误差补偿法的研究。(-)误差补偿技术的种类所谓误差补偿法就是在数控系统中输入一定形式的测量误差，其主要作用是减弱或完全抵消当前误差，在学握原始误差的特点及规律后，再通过分析、统计、归纳建立误差数学模型，最终使得人为误差与原始误差的数值相等、方向相反，最人程度上降低加工误差，提高工件的加工精度等级。误差

4、补偿技术不仅具有较高的有效性，而且不会造成生产成本的增加,从而取得事半功倍的效果。FI前为止，常用的误差补偿方法包括硬件补偿与软件补偿两种。其中硬件误差补偿属于机械式的静态补偿，加工过程屮如果加工误差出现变化，贝U对补偿量做出及时更改，重新制作零部件、校正尺，或者对补偿机构做岀重新调整。山此可见，在随机性误差补偿方面，硬件补偿山于缺乏柔性而不具备优势。而软件误差补偿法则屈于一种动态补偿，其在系统内建立起数控机床运动闭环约束的误差模型，再利用软件对数控系统参数进行修改，或者执行补偿指令补偿加工误差。软件补偿最大的优势就是实现了实际加工过程中的数控高精加工。软件误芜补偿无需对机床本身做

5、出任体改变，其加工精度是通过计算机控制技术的补偿得以改善的。与硬件误差补偿法相比，软件补偿对提高加工精度更加有利。(%1)软件误差补偿原理数据加工过程中要使程序加的指令坐标值在机床上插补执行后，实现与工件图形尺寸的一致性，才能获得较高的加工精度。如果假设工件的图形加工理想位置点为W,将其输入机床加工程序中，如果未进行任何误差补偿，那么刀具的实际切削点位置W1与理想位置点W必然存在加工误差,即厶(W),而W1与W的关系即：W1=W+A(W)由此可见，从理论上讲在数控程序中输入加工位置点W2才能获得更加精确的加工位置，而W2二W-△(W)。不过实际加工时，即使将W2输入系统，新的加工误

6、差也会出现，即厶(W2),因此仅进行一次误差补偿仍然无法达到加T的精度等级要求。针对这种情况，需要进行多次补偿，直至满足加工精度为止。那么通过上述分析可知，补偿次数会对加工误差产生决定性影响，当然具体的补偿次数则由工件的具体加工精度来决定，直至所计算的补偿值与图形要求的位置值之差小于加工精度要求，计算才算完成，再将该补偿值输入系统，机床加工时就会根据该补偿值来进行。(%1)数控机床误差处理的其它措施首先耍対原始误差进行严格控制，分析产生加工误差的各项原始误差，再根据实际情况采取对应的解决措施。在加工一些精度等级较高的工件时，可以采用精密机床进行加工，并対英几何精度、刚度等进行改善，

7、对其加工热变形进行控制；针对一些具冇成形表面的产甜，主要通过误差补偿减少成形刀具的形状识差及安装误差。其实，可以进行实行实时补偿。所谓实时补偿即在加工过程中采用高精度测量装置进行误差数据的定时采集，再结合实际误差的方向、大小等采用补偿控制装置控制刀架进行微量位移。由于实时补偿控制采集的是实时实际误差数据，尽管受补偿装置机枕惯性会对补偿位置产牛影响，但仍然可以获得较高的补偿精度，不过该方法最大的不足在丁•补偿装置比较复杂，且调试困难。最后，积极转移误差法。该方法就是把敏