數控機床誤差補償研究主要關鍵技術

　　1、數控機床誤差分析
　　對數控機床誤差進行誤差補償，   先需要深入了解和分析機床誤差及誤差產生源，認識各誤差環節，掌握誤差的性質，并確切掌握各誤差之間的關系。對誤差的分析，可以從誤差的來源和誤差的分類入手。
　　從誤差來源看，一般的數控機床主要由床身、立柱、主軸和各種直線導軌或旋轉軸組成。其中的每一部分都會產生誤差。誤差源可分為：(1)機床部件的幾何誤差；(2)運動誤差；(3)熱變形；(4)切削力；(5)機床本身重量及負載所造成的變形誤差；(6)機床裝配誤差；(7)測試設備誤差；(8)刀具磨損；(9)夾具誤差；(10)機床伺服控制誤差及插補算法誤差等。
　　從誤差來源還可以分為幾何誤差及運動誤差、熱誤差、伺服控制誤差和切削力誤差等四個大類。在機床的各種誤差源中，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，所以減少這兩項誤差特別是其中的熱誤差是提高機床加工精度的關鍵，而且越是的機床，熱誤差占總誤差的比例越大，熱誤差不僅使產品的尺寸精度下降，而且因尺寸超差調整而影響生產率。
　　從誤差的性質來看，可以分為準靜態誤差和動態誤差。所謂準靜態誤差就是指隨時間緩慢變化而且與機床本身的結構有關的誤差。它主要包括幾何誤差、運動部件低速運動時的運動誤差、機床部件偏載引起的誤差、熱變形誤差等，準靜態誤差占了機床總誤差的70%。動態誤差是指由主軸的回轉運動誤差、機床振動和機床伺服控制性能所帶來的誤差。動態誤差   多地依賴于機床的運行工況。這些誤差都將導致工件與刀具之間的相對位置的變化。
　　從誤差補償角度對機床分類，則可以分為位置誤差和非位置誤差。與機床工作臺或刀具位置(機床坐標)有關的誤差，即誤差可由坐標位置函數表達，如幾何誤差，機床重力(引起)誤差，刀具磨損(引起)誤差等。與機床工作臺或刀具位置(機床坐標)無關的誤差，如熱誤差(與溫度高低有關)、力誤差(與受力大小有關)。
　　2、數控機床誤差補償的主要關鍵技術
　　數控機床誤差的補償過程   重要的幾個過程就是對誤差進行建模、測量，并   終進行補償的實施，因此，這些過程中涉及到的一些技術會對數控機床誤差補償的開展效果具有重要的影響，因此也就成為了進行誤差補償研究的主要關鍵技術。
　　(1)誤差建模技術
　　對誤差進行建模是進行誤差補償的重要前提，誤差的建模可以分為誤差綜合建模和誤差元素的建模。在機械加工中，機床加工精度   終是由機床上刀具與工件之間的相對位移決定的，刀具與工件之間的相對位移誤差用運動學模型表示出來就是綜合誤差。誤差元素的建模是針對檢測的某一項誤差元素，比如幾何誤差中的X軸直線定位誤差或者機床主軸的熱漂移誤差，進行誤差的建模。誤差建模技術研究的關鍵在于尋找   為的建模方法將機床存在的誤差通過所建立的模型準確的反應出來。
　　(2)誤差測量技術
　　因為運動學模型是基于機床的各個獨立誤差成分來計算   終的位置和方向誤差的，因而，需要對誤差成分進行   和的測量和辨識。誤差測量方法可以分為直接誤差測量和間接誤差辨識。直接誤差測量是在機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或機械的方法來測量誤差，直接誤差測量一般測量的是單項誤差。間接誤差辨識是指用諸如伸縮式球棒儀、平面光柵等測量儀器對誤差進行測量，而后通過運動學建立的綜合誤差模型及其它數學方法對測得的誤差進行分離而間接獲得各誤差成分，間接誤差測量一般測量的是綜合誤差。一般來講，直接誤差測量      ，其測量原理   簡單明了，但比較耗時。而間接誤差測量則是一種、的測量機床誤差分量的方法。誤差測量技術研究的關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量方法的效率。
　　(3)誤差的補償實施技術
　　誤差的建模、測量研究的開展，   終是為了對誤差進行補償，誤差補償的實施過程可以分為離線補償和實時補償兩種。所謂離線補償，就是根據測量的誤差對數控加工程序進行修改成為新的加工程序之后輸入機床，或者是將測量的誤差作為誤差文件置于數控系統中，由系統在機床運行過程中進行調用達到誤差補償的效果。離線補償時要求用于補償的誤差是已知甚至固定的數值，因此只能針對機床穩定的誤差，比如機床的幾何誤差，對于機床的熱誤差由于和機床的溫度場相關，而機床的溫度是不斷變化的，因此，   采取實時的補償方法。