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數(shù)控機(jī)床誤差的概念及分類盤點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床誤差有哪些概念和分類，你分得清嗎?下面YJBYS小編為你一一盤點(diǎn)如下，一起來學(xué)習(xí)吧!
關(guān)于機(jī)床誤差通常有以下幾種：數(shù)控機(jī)床幾何誤差、控制誤差、熱(變形)誤差、力(變形)誤差、運(yùn)動(dòng)誤差、定位/位置誤差、加工誤差，下面我們先理清理清這幾種誤差的區(qū)別。
數(shù)控機(jī)床幾何誤差
根據(jù)ISO230-1:1996及我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17421.1-1998的相關(guān)規(guī)定，數(shù)控機(jī)床幾何誤差指的是數(shù)控機(jī)床在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓及20℃恒定氣溫)中，機(jī)床處在穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境及無負(fù)載狀態(tài)下，由于機(jī)床設(shè)計(jì)、制造、裝配等中的缺陷，使得機(jī)床中各組成環(huán)節(jié)或部件的實(shí)際幾何參數(shù)和位置相對(duì)于理想幾何參數(shù)和位置發(fā)生偏離。該項(xiàng)誤差一般與機(jī)床各組成環(huán)節(jié)或部件的幾何要素有關(guān)，是機(jī)床本身固有的誤差。
數(shù)控機(jī)床控制誤差
由數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的不精確性引起的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與理想運(yùn)動(dòng)軌跡的偏差。控制誤差包括：伺服驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)、測(cè)量傳感環(huán)節(jié)以及數(shù)控插補(bǔ)等控制相關(guān)環(huán)節(jié)帶來的偏差。
運(yùn)動(dòng)誤差
數(shù)控機(jī)床在工作過程中，工作臺(tái)、主軸等主要運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和理想運(yùn)動(dòng)軌跡的不符合程度。一般數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)誤差就包含了上述幾何誤差以及數(shù)控機(jī)床的控制誤差，屬于靜態(tài)誤差的范疇。
熱(變形)誤差
由于數(shù)控機(jī)床受切削熱、摩擦熱等的機(jī)床內(nèi)部熱源以及工作場(chǎng)地周圍外部熱源的影響，數(shù)控機(jī)床的溫度分部發(fā)生變化導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床與標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)相比而產(chǎn)生的附加熱變形，由此改變了數(shù)控機(jī)床中各組成部分的相對(duì)位置，從而產(chǎn)生的附加誤差(不包含數(shù)控機(jī)床已有的幾何誤差)簡(jiǎn)稱熱誤差。熱誤差呈現(xiàn)非線性特性，是一種準(zhǔn)靜態(tài)誤差，技術(shù)上可以按照靜態(tài)誤差來處理。圖1所示為主軸箱的熱變形分部圖。
圖1 主軸箱熱變形分布圖
力(變形)誤差
數(shù)控機(jī)床在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下產(chǎn)生的附加幾何變形破壞了機(jī)床各組成部分原有的相互位置關(guān)系而產(chǎn)生的附加誤差，簡(jiǎn)稱力誤差，其與機(jī)床剛度有關(guān)。
定位/位置誤差
機(jī)床定位/位置誤差是特指機(jī)床工作臺(tái)或刀具在機(jī)床工作空間中，從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)的過程中，其理想位置和實(shí)際位置的差異程度。一般屬于機(jī)床幾何誤差的范疇。
加工誤差
加工誤差指的就是在加工狀態(tài)下，由于機(jī)床熱分布不平衡以及加工負(fù)載等加工過程原因，使得刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的非期望值發(fā)生變化，具體反映在工件產(chǎn)生的附加尺寸誤差、形狀誤差和位置誤差。工件的加工精度主要取決于工件和刀刃在加工過程中互相位置的正確程度。而關(guān)于機(jī)床誤差存在狹義上和廣義上兩種不同的理解。其中，狹義上機(jī)床誤差指的就是機(jī)床位置誤差、主軸回轉(zhuǎn)誤差、數(shù)控系統(tǒng)控制誤差等和數(shù)控機(jī)床本身有關(guān)的誤差項(xiàng)，而廣義上機(jī)床誤差還包括由于機(jī)床加工運(yùn)行過程中導(dǎo)致的熱(變形)誤差以及力(變形)誤差等在內(nèi)所有與機(jī)床設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢測(cè)控制、加工運(yùn)行等過程相關(guān)所有的誤差項(xiàng)。
圖2所示為機(jī)床主要誤差及其來源。
其中，幾何誤差和控制誤差是機(jī)床原始誤差，而熱誤差和力誤差為加工工程中產(chǎn)生的誤差。
機(jī)床各誤差源所占比例見表1。其中，機(jī)床幾何誤差、熱誤差和力誤差占總誤差的65%，是影響數(shù)控機(jī)床加工精度的主要誤差因素。不同的工況下各誤差源所占比例是有區(qū)別的，如越是精密的機(jī)床或精密的加工，熱誤差所占比例越大。
數(shù)控機(jī)床各種誤差源所占比例 (%)
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