數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中，其定位精度會產(chǎn)生一定誤差，正確地運(yùn)用激光干涉儀，并進(jìn)行全面科學(xué)地分析，可有效提高數(shù)控機(jī)床的定位精度。

數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。其較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

機(jī)床工具行業(yè)作為國家基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在"十二五"規(guī)劃中，已明確將自主創(chuàng)新戰(zhàn)略作為最主要的一個組成部分，著重強(qiáng)調(diào)了要以技術(shù)創(chuàng)新工程來支撐和引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。隨著數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的普及，采用激光干涉儀對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行定位精度檢測已經(jīng)成為目前公認(rèn)的高效、高精度的檢測方法。不同的機(jī)床使用激光干涉儀檢測的精度曲線會有所相同，因此就需要對不同的測試結(jié)果給予全面而科學(xué)地分析。下面對數(shù)控機(jī)床定位精度常見誤差曲線進(jìn)行分析，并與大家共同探討有效的解決方案。

1、負(fù)坡度

負(fù)坡度曲線向外運(yùn)行和向內(nèi)運(yùn)行兩個測試均出現(xiàn)向下的坡度。在整個軸線長度上，誤差呈線性負(fù)增加，這表示激光系統(tǒng)測量的距離短于機(jī)床位置反饋系統(tǒng)指示的距離。出現(xiàn)負(fù)坡度的可能原因有以下兩種：(1)光束準(zhǔn)直調(diào)整不正確。如果軸線短于1m則可能是材料熱膨脹補(bǔ)償系數(shù)不正確、材料溫度測量不正確或者波長補(bǔ)償不正確。(2)俯仰和扭擺造成阿貝偏置誤差、機(jī)床線性誤差。

針對以上問題，可采取的措施有：如果軸線行程很短，檢查激光的準(zhǔn)直情況；檢查EC10和測量頭是否已連接并有反應(yīng)；檢查輸入的手動環(huán)境數(shù)據(jù)是否正確；檢查材料傳感器是否正確定位以及輸入的膨脹系數(shù)是否正確；使用角度光學(xué)鏡組重新做一次測量，檢查機(jī)床的俯仰和扭擺誤差。

2、正坡度

正坡度曲線是指在整個軸線長度上，誤差呈線性正遞增。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生有以下可能：(1)材料熱膨脹補(bǔ)償系數(shù)不正確、材料溫度測量不正確或者波長補(bǔ)償不正確。(2)俯仰和扭擺造成阿貝偏置誤差、機(jī)床的線性誤差。

針對這些問題，可采取以下措施：檢查EC10和傳感器是否已連接并有反應(yīng)，或者檢查輸入的手動環(huán)境數(shù)據(jù)是否正確；檢查材料傳感器是否正確定位以及輸入的膨脹系數(shù)是否正確；使用角度光學(xué)鏡組重新做一次測量，檢查機(jī)床的俯仰和扭擺誤差。

3、周期性曲線

周期性曲線是整個軸線長度上的重復(fù)周期誤差。沿軸的俯仰保持不變，但幅度可能變化。導(dǎo)致周期性曲線的可能原因主要是機(jī)床方面的問題，如絲杠或傳動系統(tǒng)故障、編碼器問題或故障、長型門式機(jī)床軌道的軸線直線度。

針對以上問題建議采用很小的采樣點(diǎn)間隔在一個俯仰周期上再測量一次，確認(rèn)俯仰誤差。作為一項指導(dǎo)原則，如果你要檢查的是機(jī)床某元件的周期性影響，可將采樣間隔設(shè)為預(yù)期周期性俯仰的1/8，然后通過比較機(jī)床絲杠的螺距、齒條的齒距、編碼器、分解器或球柵尺俯仰、長型門式軌道的支撐點(diǎn)之間的距離等來確認(rèn)可能的誤差來源。例如，如果誤差周期是20mm，查閱機(jī)床手冊我們發(fā)現(xiàn)絲杠的導(dǎo)距也是20mm，很顯然誤差可能與絲杠旋轉(zhuǎn)問題有關(guān)，絲杠可能在最近的一次維修或機(jī)床移動時被弄彎了，或者絲杠偏心旋轉(zhuǎn)。

4、偏移

偏移是指去程和回程兩次測試之間具有不變的垂直偏移。產(chǎn)生偏移曲線的可能原因主要是機(jī)床方面的問題，如反向間隙未補(bǔ)償或不當(dāng)補(bǔ)償、車架與導(dǎo)軌之間存在間隙(松動)等。

針對以上問題可采取以下解決措施：絲杠/滾珠絲桿驅(qū)動裝置；檢查球狀螺母或絲杠是否磨損；檢查絲杠軸承的端部浮動情況；使用角度光學(xué)鏡組檢查軸線反轉(zhuǎn)時的車架角度間隙；檢查控制器內(nèi)設(shè)置的反向間隙補(bǔ)償是否正確；機(jī)架和小齒驅(qū)動裝置；檢查牙是否正確嚙合；檢查齒輪箱是否磨損和線性編碼器系統(tǒng)的狀況。

5、燕尾狀

圖1為在去程測試中出現(xiàn)向下的坡度的情況，回程測試為去程測試的鏡像，去程和回程測試之間的偏差(或滯后或反向間隙)隨軸線離開受驅(qū)動端而逐漸提高。產(chǎn)生燕尾狀的可能原因主要是機(jī)床方面的問題，如滾珠絲杠扭轉(zhuǎn)、導(dǎo)軌太緊、使用的誤差補(bǔ)償值不正確等。

圖1燕尾狀誤差曲線

針對以上問題，有以下建議：檢查絲杠和導(dǎo)軌潤滑；檢查在垂直軸上的平衡作用；檢查并調(diào)節(jié)導(dǎo)軌夾條；檢查導(dǎo)軌蓋是否咬著及檢查控制器補(bǔ)償。

6、正反向交叉線

正反向交叉線是指正向(向外)運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)坡度，而反向(向內(nèi))運(yùn)行則產(chǎn)生正坡度。這是絲杠扭轉(zhuǎn)的一個特殊例子，其中，單向線性誤差補(bǔ)償和單反向值已在控制器中設(shè)置。
針對這些問題可采取：檢查絲杠和導(dǎo)軌潤滑；檢查在垂直軸上的平衡作用；檢查并調(diào)節(jié)導(dǎo)軌夾條；檢查導(dǎo)軌蓋是否咬著；檢查控制器補(bǔ)償。

如果用戶計劃在軸線中間位置完成大部分的工作，則當(dāng)前補(bǔ)償可認(rèn)為是最佳的解決方法，因為它將最大誤差分布在軸線端部，而最小的誤差則在中間位置。刪除誤差補(bǔ)償將產(chǎn)生燕尾狀圖形。