广东科杰机械自动化有限公司
摘要：数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，在数控机床上应用的传感器主要有光电编码器、直线光栅、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、旋转变压器、感应同步器、速度传感器等，主要用来检测位置、直线位移和角位移、速度、压力、温度等。
关键词：数控机床；加工精度；影响因素；误差补偿
一、数控机床的基本概述
在机械制造中，数控机床应用很多，一般都是采用数控机床加工一些异形和复杂的零件，无论是零件的质量，还是加工的精度都能够得到保证，数控机床具有加工速度快的优点，但是，数控机床的成本相对很高，设备也比较复杂。
1.数控机床结构
数控机床由驱动系统、主机系统、加工辅助系统以及数控编程等几部分构成。驱动系统就是数控机床的动力机构，能够将工作动力提供给数控机床；主机系统就是加工机械的结构，主要进行加工切削工件等形式；加工辅助系统，就是为数控机床加工提供一些辅助功能，协助加工能够精确且顺利地进行；数控编程系统就是控制数控机床的环节，是数控机床主要的特征，利用设计和输入数控编程，便可以控制数控机床，自动加工和处理工件。
2.数控机床分类
数控机床具有很多种类，结合数控机床的不同功能和控制系统原理，可以分为点位控制数控机床、普通数控机床和其他种类。科学技术在快速地发展，数控机械加工技术也在不断地完善和提高，已经被设计和开发出来的有些数控机床，性能比较独特，从而使多样化数控机床加工的要求得以有效地满足。
3.数控机床的特点
加工精度非常高，是数控机床主要的特点，加工异形和复杂零件，通常选用数控机床进行加工，加工工件既可靠稳定，质量也高，半自化和自动化操作也能够有效地实现，具有非常高的加工生产效率。但是，数控机床设备内部的系统很复杂，具有很大维修难度，必须专业技术人员才能够对其进行维修，此外，投资成本也相对比较高。
二、影响数控机床加工效率的因素
生产管理不科学
每一种机械设备、电气设备或生产设备都受到环境因素的影响，管理的方式、设备自身的复杂程度、设备的质量安全都能够影响工作效率。不科学的生产管理能够引发质量问题，给技术维护人员进行维修带来诸多困难。这严重地阻碍了工业生产效率，还会造成工作程序上的混乱，加工指令的错乱既浪费了生产时间，同时也会给数控机床造成极大的负担，造成机床加工的不稳定，严重影响了数控机床的使用寿命和加工性能，严重的可能会造成不必要的经济损失和安全事故的发生。
加工工艺与编排程序不充分
由于在实际操作过程汇总，数控机床的加工工艺以及编程程序不够规范，因此就使得数控机床的加工效率以及加工质量不能明显的获得提升。与此同时，在新型的科技条件的制约下，数控机床应当以技术作为自身发展的核心因素，通过将计算机技术引进机床的使用之中，使得对机械加工环节具有更加清晰的把握与控制。因此，能够有效的将实际应用过程中出现的不足进行解决。但是在系统初始调试程序和机床故障处理等方面还存在着明显的缺陷。
不完善的加工制度
虽然数控机床是现代化的机械加工设备，但它只是机械加工中的一部分，必须要与其他加工环节相结合，不完善的加工制度直接影响了数控机床的加工效率。首先，在数控机床的规范化操作中，并没有紧跟时代发展步伐，没有进行及时调整与处理。大部分企业在应用数控机床时，没有重视相关规范与条文，缺乏及时的调整与监管，也没有落实相关规定，使数控机床无法发挥真正的作用。由于数控机床的加工效率需要持久稳定在一定的生产水平上，因此很容易出现加工效率下降的问题，影响机械的加工质量。其次，国家在出台新政策后，企业并没有对机械加工进行调整。有的企业过于重视提升机床的机械加工效率，而忽略了加工制度与规定，虽然加工效率有了显著提升，但产生了较大的负面影响。
刀具换刀点不合理
数控机床加工的重要环节就是刀具的路径规划。进行规模化工业生产时，路径规划的不合理同样会影响数控机床的加工效率。按照加工的要求，对道具的路径进行合理的安排是必不可免的，刀具的换刀位置，直接影响换刀需要的时间、距离、便利性，将会直接作用于机械加工的耗时。机械加工效率的提高，并不意味这需要加大生产加工的速度，减少相应的损耗、减少换刀时间、减少一切能够影响数控加工的因素，就是从另一个角度去提高数控机床加工效率。
三、数控机床几何误差补偿技术
1.对数控机床误差的测量
对数控机床误差原始参数进行更为精确的测定，这是实现误差模型计算准确的基础。一般情况下，对加工件外型误差进行检测的手段有两类。一是对确定项误差进行直接测量，通过采用更为合适和精密的测量设备和仪器，对整个数控机床的各项误差内容进行直接测量。以3D运动机床来说，可通过双频激光干涉仪对设备的18项误差内容直接进行测量，其余的几项误差可通过电子水平仪等设备进行直接检测。二是采用误差综合测量的辨识参数方法，该方法会选择机床加工件某特定部位点几何位置形成的误差实施测量，利用数学方法辨识整个模型进而使得误差形成的参数项目分离，该方法所需用到的测量设备简单，操作效率较高。
2.机床精度检测与误差补偿
在机床精度检测与误差补偿中，应用的主要设备是双频激光干涉仪，可以实现对机床反向偏差、定位精度等的检测。具体测量方法步骤为：（1）首先将双频激光干涉仪测量系统安装在需要测量的数控机床的坐标轴上；（2）固定三脚架，并将双频激光干涉仪测量部分固定在三脚架上；（3）调整激光头，使双频激光干涉仪的光轴与机床移动的轴线在一条直线上；（4）激光预热稳定后，输入精度测量数据；（5）制定测量程序，根据测量的误差判断定位精度，误差补偿后再次进行精度测试，直到各种指标符合标准终止。
3.刀具及夹具精度检测与误差补偿
数控机床的刀具可以说是机械设备加工中发展最快，结构改进以及新材料引入最成熟的一部分，所以刀具的材料和刀具的形状对机床的加工精度和运行速度有很大的影响。目前数控机床应用的夹具分为通用夹具和专用夹具，但是它们仅限于普通机床夹具模式的运行和应用，为了提高夹具的适应能力、强度能力以及现在自动化和智能化的发展需求，加大刀具以及夹具的精度检测和误差补偿，对于提高数控机床的检测精度有着很大的促进作用。
4.数控系统的误差补偿
数控系统的误差补偿是指，系统根据对误差的检测，在加工的过程中对检测出来的误差进
行完善与修正，尽可能地减小误差，提高数控机床的精度。而数控系统的误差补偿又分为两种，一种是预先标定误差补偿、另一种是主动误差补偿。通常情况下，数控机床在加工零件时，只要能够精准地测量出加工时刀刃在加工空间中的误差矢量，并且将该种误差矢量分解，令各驱动轴在执行本身的加工命令的基础上，再执行相反方向误差分矢量的命令，便能够实现误差补偿的目的。
5.软件误差补偿的过程
数控机床的误差补偿过程是运用先进的测量、建立模型以及计算机技术进行的，利用误差补偿来提高数控机床的精度。首先，相关人员需要直接测量出不同的误差源得到误差分量，并且采用软件误差补偿的方式，将通过辨识之后的误差相关数据传入误差模型，并通过误差模型计算出相应的所需补偿量，以此来实现数控机床的误差补偿，提高数控机床的精准度。
结束语
综上所述，数控机床的应用对工业制造而言有着重要的意义和作用，但是在加工制造中容易受到诸多因素影响，而降低了工作效率，加强对数控机床的管理，制定科学的生产计划，使数控机床能够顺利地完成生产加工任务，推动企业经济发展和生产制造业的进步。
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