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数控机床误差补偿关键技术及应用 　　摘 要：随着社会经济的发展，数控机床的应用范围也日渐增大。现如今，数控技术已经渗透到我们日常生活的多个领域，数控机床各项技术不断提升的同时也为工业的发展和进步带来了积极作用。因此，为了促进数控技术及数控机床的进一步发展与应用，本文主要通过对误差补偿这一关键技术进行论述，同时也就误差分析、实际应用等方面做了一些简要介绍，希望能够引起一定的重视。 　　关键词：数控机床；误差补偿；关键技术；应用 　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.015 　　自上世纪六十年代第一台数控机床诞生以来，随着技术的成熟与应用范围的扩大，它为社会经济的发展与人民生活水平的提高做出了重大贡献。现如今，数控机床的加工精度已成为衡量一个国家工业发展水平的重要参数。数控技术是一项集多种现代化信息技术为一体的制造技术，其中包括计算机技术、微电子处理技术及信息处理技术等，具有高精度、高效率等特点。然而，我国的数控机床在实际加工过程当中仍因各种原因不可避免地出现了一些误差，因而使得机床的加工精度受到了一定的影响。针对这一问题，就需要在实际的应用过程中采取关键的技术对误差进行补偿以减少数控机床的加工误差。 　　1 误差补偿的定义及误差分析 　　学习自然科学的人都知道误差是普遍存在的，具有不可消除性，但可以通过相关方法有效减小误差。总体而言，提高机床精度的基本方法有两种，分别是误差防止法和误差补偿法，前者通过设计和制造途径消除或减少可能的误差源，而误差补偿则是通过修改机床的加工指令，对机床进行误差补偿，达到理想的运动轨迹以提高机床的精度，即通过分析、统计、归纳及掌握原始误差的特点和规律，建立误差数学模型，尽可能人为地造出一种新的误差去抵消或大大减弱当前成为问题的原始误差，最终的理想结果是使人为误差与原始误差大小相等、方向相反，从而达到提高零件尺寸精度的目的。显然，较前者而言，误差补偿技术是一项更具有经济价值并能有效减少加工误差的方法。 　　要对数控机床进行误差分析，首先要了解机床误差以及分析误差产生的原因。作为误差补偿整个过程的基础与前提，只有先掌握了各环节误差的性质及它们之间的相互关系，才能够想办法制定出有效的防止和补偿措施，保证误差补偿技术的有效性和合理性，因此在实施误差补偿之前进行误差分析是十分有必要的。 　　2 数控机床误差补偿的关键技术 　　2.1 误差建模技术 　　误差建模是误差补偿技术的第一步，建模的方式有两种，分别是：误差综合建模、误差元素的建模。在实际器件的生产加工过程中，其加工精度基本取决于机床上刀具与被加工零件之间的相对位移，通过运动学模型表现出来的这种相对位移产生的误差就是综合误差。而误差元素的建模，其研究对象是某一项误差元素，例如机床主轴的热漂移误差等，此项技术的关键在于建立一个更为有效的模型将机床存在的误差准确地反映出来。 　　2.2 误差测量技术 　　在对机床误差建模后，需要对误差成分进行精确有效的测量。目前已知的测量方法有直接误差测量和间接误差辨识。前者是基于机床不同位置的温度分布不同，测量所得的一般是单项误差，可以借助激光干涉仪等其他光学或机械方面的仪器进行测量。而后者一般测量的是综合误差，它借助运动学方法建立综合误差模型，同时辅以其他数学方法对测量得到的误差进行分离，从而间接得到各误差成分。两种测量方法比较发现，间接误差测量是一种更快速有效的方法，而直接测量则相对更精确但耗时长。 　　2.3 进行实时误差补偿 　　前两步的进行最终是为了对误差进行实时补偿，此法是通过将获取到的外部信号如温度等输入补偿装置，计算出误差补偿的具体数值，继而从接口输入到机床系统，进行误差补偿运动。实时误差补偿具有适用性强、灵活性强等特点，它能够在最大程度上有效地提高补偿精度，因而被广泛使用。 　　3 数控机床误差补偿关键技术在实际操作过程中的应用 　　3.1 在大型设备制造中的应用 　　随着社会的发展，一些大型精密仪器需求量增长迅速，由于其对精密程度的要求颇高，稍有不慎就很可能导致严重后果，威胁生命财产安全，带来重大损失，因此误差补偿关键技术在这些大型设备的制造及使用过程中至关重要。这具体表现在以下两个方面：数控机床误差补偿关键技术在提升器件精密度的同时也保证了设备安全有效的使用；在提升我国大型精密仪器的生产技术水平的同时也为我国的生产制造水平做出了一定的贡献。 　　3.2 在热变形误差检测中的应用 　　在数控机床的运转过程中，部分易发热的位置很容易出现产热量过大的现象，从而使产品出现热变形，影响产品的正常生产。然而，数控机床误差补偿关键技术的应用使得当机器温度过高时，能够及时感应到温度并将温度变化对产品造成的影响记录下来，一旦温度的变化