1,、數(shù)控機(jī)床誤差分析
對(duì)數(shù)控機(jī)床誤差進(jìn)行誤差補(bǔ)償,， 先需要深入了解和分析機(jī)床誤差及誤差產(chǎn)生源，認(rèn)識(shí)各誤差環(huán)節(jié),，掌握誤差的性質(zhì),，并確切掌握各誤差之間的關(guān)系。對(duì)誤差的分析,，可以從誤差的來(lái)源和誤差的分類入手,。
從誤差來(lái)源看，一般的數(shù)控機(jī)床主要由床身,、立柱,、主軸和各種直線導(dǎo)軌或旋轉(zhuǎn)軸組成。其中的每一部分都會(huì)產(chǎn)生誤差,。誤差源可分為：(1)機(jī)床部件的幾何誤差,；(2)運(yùn)動(dòng)誤差；(3)熱變形,；(4)切削力,；(5)機(jī)床本身重量及負(fù)載所造成的變形誤差；(6)機(jī)床裝配誤差,；(7)測(cè)試設(shè)備誤差,；(8)刀具磨損；(9)夾具誤差,；(10)機(jī)床伺服控制誤差及插補(bǔ)算法誤差等,。
從誤差來(lái)源還可以分為幾何誤差及運(yùn)動(dòng)誤差、熱誤差,、伺服控制誤差和切削力誤差等四個(gè)大類,。在機(jī)床的各種誤差源中，熱誤差及幾何誤差為 主要的誤差分別占了總誤差的45%和20,，所以減少這兩項(xiàng)誤差特別是其中的熱誤差是提高機(jī)床加工精度的關(guān)鍵,，而且越是的機(jī)床，熱誤差占總誤差的比例越大,，熱誤差不僅使產(chǎn)品的尺寸精度下降,，而且因尺寸超差調(diào)整而影響生產(chǎn)率。
從誤差的性質(zhì)來(lái)看,，可以分為準(zhǔn)靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差,。所謂準(zhǔn)靜態(tài)誤差就是指隨時(shí)間緩慢變化而且與機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)的誤差。它主要包括幾何誤差,、運(yùn)動(dòng)部件低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)誤差,、機(jī)床部件偏載引起的誤差、熱變形誤差等,，準(zhǔn)靜態(tài)誤差占了機(jī)床總誤差的70%,。動(dòng)態(tài)誤差是指由主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差、機(jī)床振動(dòng)和機(jī)床伺服控制性能所帶來(lái)的誤差,。動(dòng)態(tài)誤差 多地依賴于機(jī)床的運(yùn)行工況,。這些誤差都將導(dǎo)致工件與刀具之間的相對(duì)位置的變化。
從誤差補(bǔ)償角度對(duì)機(jī)床分類,，則可以分為位置誤差和非位置誤差,。與機(jī)床工作臺(tái)或刀具位置(機(jī)床坐標(biāo))有關(guān)的誤差，即誤差可由坐標(biāo)位置函數(shù)表達(dá),，如幾何誤差,，機(jī)床重力(引起)誤差，刀具磨損(引起)誤差等,。與機(jī)床工作臺(tái)或刀具位置(機(jī)床坐標(biāo))無(wú)關(guān)的誤差,，如熱誤差(與溫度高低有關(guān))、力誤差(與受力大小有關(guān)),。
2,、數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)闹饕P(guān)鍵技術(shù)
數(shù)控機(jī)床誤差的補(bǔ)償過(guò)程 重要的幾個(gè)過(guò)程就是對(duì)誤差進(jìn)行建模,、測(cè)量，并 終進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膶?shí)施,，因此，這些過(guò)程中涉及到的一些技術(shù)會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)拈_(kāi)展效果具有重要的影響,，因此也就成為了進(jìn)行誤差補(bǔ)償研究的主要關(guān)鍵技術(shù),。
(1)誤差建模技術(shù)
對(duì)誤差進(jìn)行建模是進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)闹匾疤?，誤差的建模可以分為誤差綜合建模和誤差元素的建模,。在機(jī)械加工中,，機(jī)床加工精度 終是由機(jī)床上刀具與工件之間的相對(duì)位移決定的,，刀具與工件之間的相對(duì)位移誤差用運(yùn)動(dòng)學(xué)模型表示出來(lái)就是綜合誤差,。誤差元素的建模是針對(duì)檢測(cè)的某一項(xiàng)誤差元素，比如幾何誤差中的X軸直線定位誤差或者機(jī)床主軸的熱漂移誤差,，進(jìn)行誤差的建模,。誤差建模技術(shù)研究的關(guān)鍵在于尋找 為的建模方法將機(jī)床存在的誤差通過(guò)所建立的模型準(zhǔn)確的反應(yīng)出來(lái)。
(2)誤差測(cè)量技術(shù)
因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)學(xué)模型是基于機(jī)床的各個(gè)獨(dú)立誤差成分來(lái)計(jì)算 終的位置和方向誤差的,，因而,，需要對(duì)誤差成分進(jìn)行 和的測(cè)量和辨識(shí),。誤差測(cè)量方法可以分為直接誤差測(cè)量和間接誤差辨識(shí),。直接誤差測(cè)量是在機(jī)床不同位置和溫度分布條件下,，使用諸如激光干涉儀或其它光學(xué)或機(jī)械的方法來(lái)測(cè)量誤差,，直接誤差測(cè)量一般測(cè)量的是單項(xiàng)誤差。間接誤差辨識(shí)是指用諸如伸縮式球棒儀,、平面光柵等測(cè)量?jī)x器對(duì)誤差進(jìn)行測(cè)量,，而后通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)建立的綜合誤差模型及其它數(shù)學(xué)方法對(duì)測(cè)得的誤差進(jìn)行分離而間接獲得各誤差成分,，間接誤差測(cè)量一般測(cè)量的是綜合誤差,。一般來(lái)講,，直接誤差測(cè)量 ，其測(cè)量原理 簡(jiǎn)單明了,，但比較耗時(shí),。而間接誤差測(cè)量則是一種,、的測(cè)量機(jī)床誤差分量的方法,。誤差測(cè)量技術(shù)研究的關(guān)鍵在于建立精度和效率之間的平衡，在不犧牲精度需要的情況下,，盡可能的提高誤差測(cè)量方法的效率,。
(3)誤差的補(bǔ)償實(shí)施技術(shù)
誤差的建模、測(cè)量研究的開(kāi)展,， 終是為了對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，誤差補(bǔ)償?shù)膶?shí)施過(guò)程可以分為離線補(bǔ)償和實(shí)時(shí)補(bǔ)償兩種,。所謂離線補(bǔ)償，就是根據(jù)測(cè)量的誤差對(duì)數(shù)控加工程序進(jìn)行修改成為新的加工程序之后輸入機(jī)床,，或者是將測(cè)量的誤差作為誤差文件置于數(shù)控系統(tǒng)中,，由系統(tǒng)在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行調(diào)用達(dá)到誤差補(bǔ)償?shù)男Ч?。離線補(bǔ)償時(shí)要求用于補(bǔ)償?shù)恼`差是已知甚至固定的數(shù)值，因此只能針對(duì)機(jī)床穩(wěn)定的誤差,，比如機(jī)床的幾何誤差,，對(duì)于機(jī)床的熱誤差由于和機(jī)床的溫度場(chǎng)相關(guān),，而機(jī)床的溫度是不斷變化的，因此,， 采取實(shí)時(shí)的補(bǔ)償方法,。
