淺析影響數控機床精度的因素

    行業科技

    作者：馬誌剛

    【摘要】生產中影響數控機床定位精度的因素有很多，主要對伺服進給係統、生產現場、熱誤差及導軌幾何精度四個方麵對精度的影響進行分析。

    【關鍵詞】數控機床；定位精度；影響分析

    數控機床的定位精度是機床各坐標軸在數控係統控製下所能達到的位置精度，根據實測的定位精度值可判斷這台機床以後自動加工能達到的最好加工精度。定位精度與機床的加工能力密切相關，直接影響所加工零件的質量。雖然當前對數控機床精度的研究已經取得了不錯成績，但在實際應用中仍存在著一定的局限性。本文從伺服進給係統、生產現場、熱誤差及導軌幾何精度四個方麵對精度的影響進行分析。

    1 伺服進給係統誤差的影響

    1.1 反向間隙誤差與絲杠螺距誤差

    現代機床基本都是以伺服電機直接驅動滾珠絲杠進行位置控製，因此滾珠絲杠的傳動誤差就成為了影響機床定位精度的重要因素。而對於大多數數控機床采用的都是半閉環控製伺服進給係統，機械傳動裝置的剛性、摩擦阻尼等非線性因素和傳動間隙等都屬於係統以外。因此，對於同一方向的各定位點來說，由於不存在間隙誤差的影響，他們之間的定位可以很好的反應出絲杠本身製造精度引起的螺距不等；在絲杠向其相反方向運動時，空隙會出現一段時間的空運轉，此時絲杠與絲杠副之間軸承與軸承座之間的空隙稱為反向間隙誤差。在外力的作用下，傳動、運動部件會發生一定的彈性變形，造成的誤差是其與反向間隙的總和，由於部件受力及運動過程的不均勻，都會導致彈性間隙發生大範圍的變化，嚴重影響設備的精度。

    1.2 全閉環進給係統結構誤差

    理論上來講，全閉環進給係統是不存反向間隙誤差和螺距誤差的。但在實際中，這兩種誤差依然存在，隻是形式發生了轉化。在係統中傳動部件的機械間隙，反應到實際的誤差上就是使光柵等感應原件按照造成的反向失動，而由於滾珠絲杠製造誤差以及機床加工工件不一致而導致的不均勻磨損而引起的絲杠螺距不均勻，在光柵尺的精度中得到體現。致使機床位置檢測回路用時過長而造成跟蹤誤差過大，從而影響的定位的精度。

    2 生產現場的影響分析

    在車間，各種幹擾對數控機床精度的影響也是一個不容忽視的問題，而這些幹擾主要來自於電網電源的引入，主要包括如下幾點。

    （1）電磁波幹擾。在工廠中，電火花、高頻電源、震蕩電路往往容易產生強烈的電磁波，而這種電磁波所輻射的能力通過空間傳播被附近的數控機床所接收，容易造成數控係統或機床本身的故障。