数控车床加工精度的影响因素及提高方法分析

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摘 要：数控车床加工作业的重要内容是加强精度管理。所以，在数控车床加工工作中务必提高应对各种机故的能力，因此加强精度影响因素分析与作业人员的专业素质至关重要。在数控车床加工作业中还应加强制度上的规范管理，不断的提高车床精度诊断与监测运行技术，加强对现场的巡视和设备维护等都是必不可少的环节。笔者结合实际，对数控车床加工精度的影响因素及提高方法进行了分析，望与同行在应用操作中以参考意义。

关键词：数控车床；加工精度；影响因素

1. 关于数字控制技术

1.1 我国数字控制技术研究历程

从过去几十年的研究历史可以看出，我们可以把数字控制技术的研究在我国分为四个阶段：上世纪六十年代以前，由于中国的内部问题以及战争，促使机床和电子技术集成处理系统，这也使得我们的国家在这个问题上的数字控制产品的发展，在很大程度上是自我发展的水平，这也导致了我国发展自己的技术限制，已开发成功的产品难以获得大范围推广，导致下一个努力工作得进一步发展；七十年代初，受的世界飞速的传播与发展，计算机通信控制技术为中国的数字控制产品的发展提供良好的外部技术支持。例如，技术的发展成国际大规模集成电路，研究我国数字控制技术以外部作为物质条件。第三阶段始于九十年代初，由于光学技术的渗透，微加工技术，新型数字控制技术越来越多地开始出现，最后决定数字控制技术是向智能化方向发展。

1.2 数字控制技术概述

目前最先进的数字控制技术具有非常强大的控制功能，基于主菜单和数字控制技术的有机结合与源函数，通过智能软件技术与微电子技术，引进和彼此结合的多个领域，相互渗透，从而给新兴的数字控制带来了强大的生命力。但在这一过程中，也可能面临多项技术的简单的、不集中的相加，这也给当前数字控制产生了不少困难。研究发现，数字控制技术在信息、计算机、机床加工、微电子技术等领域中可以寻求到最佳匹配。现在的数字控制产品的发展是一个系统，智能化和小型化，确保机床加工的数字控制技术的使用，能够很好地满足安全生产的要求，劳动强度和最终的救援人员，有效改善矿区生态环境，以实现节约生产能耗的可持续发展目标。

1.3 机床加工中数字控制产品

伴随着全球资源日益紧缺，各国对能源问题的越来越关注，作为我国战略资源不可或缺的成员，其开采的重要性可见一斑。如今，伴随着越来越先进的数字控制产品应用到机床加工中来，企业的开采效益越来越高。如今，以计算机控制为主的国产供电设备、提升机、电牵引采煤机、掘进机和输送机等机床加工都具备了全程监控、自动报警、图景扫描、信息控制等先进功能。这使得在我国的机床加工管理工作中，数字控制产品的应用尤为广泛，也确保了开采工作中的高安全性、高效益性与高技术性。

2. 数控车床加工精度的影响因素及提高方法

2.1 数控车床加工精度的影响因素

数控车床的加工精度由数控系统的控制精度和车床的机床精度共同组成。数控系统的精度高低、伺服控制的方法是否调整到最优直接影响数控车床的加工精度，而机床的机床本体精度同样也会制约数控车床的加工精度。总的来说，数控车床加工的不精确性一般由以下原因造成：

（1）车床热变形误差；

（2）车床几何误差；

（3）车刀几何参数引发的误差；

（4）刀具磨损误差；

（5）伺服进给系统误差等。

2.2 精度建模一般程序

（1）明确机床产品定义。建模前必须明确系统及其分系统的构成、功能、故障判断等。通过建立功能框图可以帮助明确产品的任务定义。功能块图是基于对各级系统的静态分组功能，阐述了系统的各个子系统的功能和系统的数据和功能之间的关系（信息）的过程。功能框图或功能流程图是绘制精度分析框图的基础。

（2）绘制精度分析框图。精度分析框图是以图的形式逻辑地描述系统正常工作的情况。精度分析框图应正确描述系统每次完成任务时所有单元功能组之间的相互关系，绘制时应充分了解系统的任务和寿命剖面。建立系统精度分析框图的基础是产品的原理图和功能框图。在最终的精度分析框图中，所有方框均应要求以串联、并联、旁联或其他组合形式连接，每一方框均只对应一个功能单元，并进行标记。

（3）建立精度分析模型。精度分析模型用于表达精度分析框图中各功能单元的精度分析与系统精度分析之间的函数关系。常用的精度分析模型包括串联系统、并联系统、混联系统、复杂系统等。工程中最常见的精度分析模型是串联系统和并联系统。

2.3 零件分类及其变型模式

机床部件一般都是大批量定制生产，它必须以确保零部件资源特点，满足客户不同的需求，不同的功能要求，机床产品的通用标准件，通用件和三件定制组件。不同类型的部件，数字控制课程模式流程如下所示。需要指出的是，在机床产品，数字控制阶段，应首先确保通用件变体可以记住代替变异模型的实例，并没有使用条件或存在的例子很难满足不同条件的需求，不同的主模型必须通过参数化变了机床产品定制需求。

2.4 以CAD系统作为快速数字控制产品信息工具

计算机辅助设计，计算机辅助设计的英文名称，通常被称为AutoCAD，是设计过程中的计算机及其设备来帮助设计师工作时使用，可以很简单按照各部分的大小、模式进行绘图，最终依据准确的命令完成机床的设计。由平面和高程AutoCAD绘制，不仅能准确反映设计者的意图，但也能产生三维模型，根据图纸定义颜色，在很大程度上弥补空隙的设计与施工。当然，AutoCAD绘制出来的图形具有一些不可避免的问题，所以在设计部门经常使用PS图象处理软件绘制图形。在机床产品的数字控制开发中，利用几何数据模型和属性数据模型可建立机床产品的变型模型。

3. 结果评价

通过对数控车床加工精度进行建模分析，不但能对机床产品进行三维模拟，还能够基于原始数据测量时，对车床的特征尺寸自发地进行标高计算，通过实际操作发现，该系统能准确和快速的计算，并且可以在同一个局域网下的同一客户端上运行，传统的车床加工系统的仿真模型在运算和仿真初始化上存在很多不足，检测过程将设置添加到该程序间隔的方法来记录每次模拟响应的操作的时间的时间长度。分割图幅管理不仅是简单快速，并通过数据维护，实施管理过程简单快捷，机床管理系统效率的自动更新虎子显著改善。总体而言，虚拟数控加工模拟技术在车床加工的管理吸引越来越多的广泛使用，越来越多的成熟和先进的技术，将原始数据通过面板输入，可以有效的反映在机床加工的生产过程中，该系统的真实状态计算前全流程模拟、建模和求解，在实际结构中的很好地表示了每个节点的相对位置之间的关系，有效地提高了数控车床加工精度。

4. 结语

通过以上分析可以发现，采取建模分析的方法能够较全面地分析数控车床加工精度的影响因素，经对比分析，最终得到的机床加工精度评价结果是科学合理的，该方法对现阶段我国机床使用单位、制造厂家与政府安全技术监督部门都是值得借鉴和应用的。■

参考文献

[1] 盛伯浩. 我国数控机床现状与发展策略[J]. 制造技术与机床，2006，（12）：19-21.

[2] 刘焕牢，李 曦，李 斌，师汉民. 数控机床几何误差和误差补偿关键技术[J]. 机床工程师，2003，（1）： 20-23.