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摘要：目前我们国内采用数控机床虽然比传统的加工机床有更高的加工精度，但是与世界先进的数控设备还有这很大的差距。在现有的条件下，为提高机床的加工质量，保持更高的加工精度，需要对生产工艺精益求精，不断提高设计制作能力。
关键词：数控机床；精度补偿；机床加工
随着数控技术的发展，先进的数控技术与数字测量技术相结合逐步地应用在数控机床上，数控机床加工愈来愈多地应用了在线精度补偿技术。应用精度补正元件测头、位置傳感器及光栅尺，实现了机床上直接检测、信息反馈及精度自动补偿，使机床一次性加工出高质量产品。测头、位置传感器及光栅尺是组成机床精度补偿系统元件之一。传统的加工机床主要靠人的技能来保证产品质量，它无法实现全自动化的加工生产，无法实现在线测量、自动精度补偿，只能在工件切削后，机下精度检测。
一、数控机床加工中的精度分析
目前对数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。数控机床材质的刚度和工作时的温度，对机床的精度都会造成不同程度的影响。将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的，在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的，两轴之间位置并非固定不变，因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差，在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡，另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差，其前后同轴度也会存在一定程度的误差，再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变，这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。在数控机床除主动轴造成的几何精度之外，导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。在数控机床中有部分需要不问断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等，都需要长时间连续工作。在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量，其内部零件会受热膨胀发生形变，造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入，零件的结构也会因内部热应的作用变的不对称，发生构件的形变，因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。
二、数控机床精度的检测方法
为了保持机床能够保持较好的状态，应定期对机床进行周期性的保养，对数控机床的精度进行检测和补偿。通常在加工中心机床的几何精度检测项目中，对直线运动轴的直线度检测项目所选用的工具是平尺和千分表，一般是测试运动部件在垂直于其运动轴的其他两个坐标轴上的线性偏差。在一台常见的普通立式数控加工中心为例，对其集合精度的检测内容主要包括对机床工作台面的平面度，运动轴在空间坐标各方向移动的相互垂直度。主轴在中心孔径向的跳动，主轴、回转轴轴心线与机床工作台面的垂直度。机床运动轴在x、Y坐标方向移动时工作台面的平行度；x坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度；主轴箱在延z轴的坐标方向移动时的直线度以及与主轴的轴心线的平行度，主轴的轴向窜动等。数控机床所需要的定位精度可以分为定位精度、反向偏差精度和重复定位精度三项。定位精度主要的内容指的是数控机床的工作台面或者机床的其他运动部件，在生产中实际的运动位置与程序指令位置相一致的程度；其不一致程度的差量就是定位误差。在机床各系统中，伺服系统、检测系统、进给系统等的误差，以及运动部件导轨的几何误差都是造成定位误差的重要因素，定位误差是会对机床加工零件的尺寸精度产生直接影响。
三、机床加工中的精度补偿措施
（一）反向间隙补偿
在数控机床的传动系统中，伺服电机与丝杠之间通常情况下会采用直连、同步带传动、齿轮传动等三种方式进行连接传动。而齿轮、滚珠丝杠、螺母等均存在反向间隙，这种反向间隙的存在就会造成在机床工作台发生反向运动时，伺服电机空转而工作台没有发生实际的运动，或者伺服电机带动机械部分发生了运动而测量装置没有检测到位移。对于数控机床来说反向间隙将会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响到加工产品的精度。这就需要数控系统提供反向间隙的软件补偿功能，以便对机床的反向间隙进行补偿，减小其对机床精度的影响，提高加工零件的精度。往往随着数控机床使用时间的增长，反向间隙还会因机械部分磨损而逐渐增大，因此需要定期对数控机床各坐标轴的反向间隙进行测定和补偿。
（二）螺距补偿
数控机床上的线性进给轴多采用滚珠丝杠作为机械传动部件，电机带动滚珠丝杠运动，将电机的旋转运动转换为进给轴的直线运动。如果滚珠丝杠各螺距之间没有误差，则滚珠丝杠转动的角度与其所对应进给轴的直线位移成线性关系。但是在实际中，无论是在制造过程中和装配中始终存在着误差，滚珠丝杠各螺距问就存在着螺距误差。其反映在进给轴的直线位移上也存在着一定的误差，这样就会降低机床的加工精度。多数数控系统都提供有螺距误差补偿的功能，可以对数控机床出现的螺距误差进行补偿，以达到降低机床误差、提高加工精度的目的。另外，数控机床经过长时间使用后，由于对滚珠丝杠各螺距磨损程度的不同，各螺距之间的误差会进一步加大，导致机床的加工精度下降。通过对机床进行周期性的檢定和误差补偿，可在保持精度的前提下延长机床的使用寿命。
四、结束语
数控机床从设计到制造、装配、使用值一个复杂的过程，对其加工精度的控制也是一个综合性的系统问题，不能仅仅依靠对某个或某几个量的控制来获取较高加工精度。在生产制造环境，应充分考虑到制造工艺中会对机床精度造成影响的因素，消除铸造加工、机械加工对机床个构件引起的几何精度的改变。然后通过对数控机床的数控系统进行补偿值的设定，可有效的提升机床的加工精度。
关键词：数控机床；精度补偿；机床加工
随着数控技术的发展，先进的数控技术与数字测量技术相结合逐步地应用在数控机床上，数控机床加工愈来愈多地应用了在线精度补偿技术。应用精度补正元件测头、位置傳感器及光栅尺，实现了机床上直接检测、信息反馈及精度自动补偿，使机床一次性加工出高质量产品。测头、位置传感器及光栅尺是组成机床精度补偿系统元件之一。传统的加工机床主要靠人的技能来保证产品质量，它无法实现全自动化的加工生产，无法实现在线测量、自动精度补偿，只能在工件切削后，机下精度检测。
一、数控机床加工中的精度分析
目前对数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。数控机床材质的刚度和工作时的温度，对机床的精度都会造成不同程度的影响。将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的，在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的，两轴之间位置并非固定不变，因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差，在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡，另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差，其前后同轴度也会存在一定程度的误差，再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变，这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。在数控机床除主动轴造成的几何精度之外，导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。在数控机床中有部分需要不问断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等，都需要长时间连续工作。在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量，其内部零件会受热膨胀发生形变，造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入，零件的结构也会因内部热应的作用变的不对称，发生构件的形变，因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。
二、数控机床精度的检测方法
为了保持机床能够保持较好的状态，应定期对机床进行周期性的保养，对数控机床的精度进行检测和补偿。通常在加工中心机床的几何精度检测项目中，对直线运动轴的直线度检测项目所选用的工具是平尺和千分表，一般是测试运动部件在垂直于其运动轴的其他两个坐标轴上的线性偏差。在一台常见的普通立式数控加工中心为例，对其集合精度的检测内容主要包括对机床工作台面的平面度，运动轴在空间坐标各方向移动的相互垂直度。主轴在中心孔径向的跳动，主轴、回转轴轴心线与机床工作台面的垂直度。机床运动轴在x、Y坐标方向移动时工作台面的平行度；x坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度；主轴箱在延z轴的坐标方向移动时的直线度以及与主轴的轴心线的平行度，主轴的轴向窜动等。数控机床所需要的定位精度可以分为定位精度、反向偏差精度和重复定位精度三项。定位精度主要的内容指的是数控机床的工作台面或者机床的其他运动部件，在生产中实际的运动位置与程序指令位置相一致的程度；其不一致程度的差量就是定位误差。在机床各系统中，伺服系统、检测系统、进给系统等的误差，以及运动部件导轨的几何误差都是造成定位误差的重要因素，定位误差是会对机床加工零件的尺寸精度产生直接影响。
三、机床加工中的精度补偿措施
（一）反向间隙补偿
在数控机床的传动系统中，伺服电机与丝杠之间通常情况下会采用直连、同步带传动、齿轮传动等三种方式进行连接传动。而齿轮、滚珠丝杠、螺母等均存在反向间隙，这种反向间隙的存在就会造成在机床工作台发生反向运动时，伺服电机空转而工作台没有发生实际的运动，或者伺服电机带动机械部分发生了运动而测量装置没有检测到位移。对于数控机床来说反向间隙将会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响到加工产品的精度。这就需要数控系统提供反向间隙的软件补偿功能，以便对机床的反向间隙进行补偿，减小其对机床精度的影响，提高加工零件的精度。往往随着数控机床使用时间的增长，反向间隙还会因机械部分磨损而逐渐增大，因此需要定期对数控机床各坐标轴的反向间隙进行测定和补偿。
（二）螺距补偿
数控机床上的线性进给轴多采用滚珠丝杠作为机械传动部件，电机带动滚珠丝杠运动，将电机的旋转运动转换为进给轴的直线运动。如果滚珠丝杠各螺距之间没有误差，则滚珠丝杠转动的角度与其所对应进给轴的直线位移成线性关系。但是在实际中，无论是在制造过程中和装配中始终存在着误差，滚珠丝杠各螺距问就存在着螺距误差。其反映在进给轴的直线位移上也存在着一定的误差，这样就会降低机床的加工精度。多数数控系统都提供有螺距误差补偿的功能，可以对数控机床出现的螺距误差进行补偿，以达到降低机床误差、提高加工精度的目的。另外，数控机床经过长时间使用后，由于对滚珠丝杠各螺距磨损程度的不同，各螺距之间的误差会进一步加大，导致机床的加工精度下降。通过对机床进行周期性的檢定和误差补偿，可在保持精度的前提下延长机床的使用寿命。
四、结束语
数控机床从设计到制造、装配、使用值一个复杂的过程，对其加工精度的控制也是一个综合性的系统问题，不能仅仅依靠对某个或某几个量的控制来获取较高加工精度。在生产制造环境，应充分考虑到制造工艺中会对机床精度造成影响的因素，消除铸造加工、机械加工对机床个构件引起的几何精度的改变。然后通过对数控机床的数控系统进行补偿值的设定，可有效的提升机床的加工精度。