数控机床误差的概念及分类盘点

　　数控机床误差有哪些概念和分类，你分得清吗?下面YJBYS小编为你一一盘点如下，一起来学习吧!

　　关于机床误差通常有以下几种：数控机床几何误差、控制误差、热(变形)误差、力(变形)误差、运动误差、定位/位置误差、加工误差，下面我们先理清理清这几种误差的区别。

　　数控机床几何误差

　　根据ISO230-1:1996及我国国家标准GB/T17421.1-1998的相关规定，数控机床几何误差指的是数控机床在标准测试环境(标准大气压及20℃恒定气温)中，机床处在稳定的运转环境及无负载状态下，由于机床设计、制造、装配等中的缺陷，使得机床中各组成环节或部件的实际几何参数和位置相对于理想几何参数和位置发生偏离。该项误差一般与机床各组成环节或部件的几何要素有关，是机床本身固有的误差。

　　数控机床控制误差

　　由数控机床控制系统的不精确性引起的机床运动部件实际运动轨迹与理想运动轨迹的偏差。控制误差包括：伺服驱动环节、测量传感环节以及数控插补等控制相关环节带来的偏差。

　　运动误差

　　数控机床在工作过程中，工作台、主轴等主要运动部件的实际运动轨迹和理想运动轨迹的不符合程度。一般数控机床的运动误差就包含了上述几何误差以及数控机床的控制误差，属于静态误差的范畴。

　　热(变形)误差

　　由于数控机床受切削热、摩擦热等的机床内部热源以及工作场地周围外部热源的影响，数控机床的温度分部发生变化导致数控机床与标准稳态状态相比而产生的附加热变形，由此改变了数控机床中各组成部分的相对位置，从而产生的附加误差(不包含数控机床已有的几何误差)简称热误差。热误差呈现非线性特性，是一种准静态误差，技术上可以按照静态误差来处理。图1所示为主轴箱的热变形分部图。

　　图1 主轴箱热变形分布图

　　力(变形)误差

　　数控机床在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下产生的.附加几何变形破坏了机床各组成部分原有的相互位置关系而产生的附加误差，简称力误差，其与机床刚度有关。

　　定位/位置误差

　　机床定位/位置误差是特指机床工作台或刀具在机床工作空间中，从一点运动到另一点的过程中，其理想位置和实际位置的差异程度。一般属于机床几何误差的范畴。

　　加工误差

　　加工误差指的就是在加工状态下，由于机床热分布不平衡以及加工负载等加工过程原因，使得刀具与工件相对运动中的非期望值发生变化，具体反映在工件产生的附加尺寸误差、形状误差和位置误差。工件的加工精度主要取决于工件和刀刃在加工过程中互相位置的正确程度。而关于机床误差存在狭义上和广义上两种不同的理解。其中，狭义上机床误差指的就是机床位置误差、主轴回转误差、数控系统控制误差等和数控机床本身有关的误差项，而广义上机床误差还包括由于机床加工运行过程中导致的热(变形)误差以及力(变形)误差等在内所有与机床设计、制造、装配、检测控制、加工运行等过程相关所有的误差项。

　　图2所示为机床主要误差及其来源。

　　其中，几何误差和控制误差是机床原始误差，而热误差和力误差为加工工程中产生的误差。

　　机床各误差源所占比例见表1。其中，机床几何误差、热误差和力误差占总误差的65%，是影响数控机床加工精度的主要误差因素。不同的工况下各误差源所占比例是有区别的，如越是精密的机床或精密的加工，热误差所占比例越大。

　　数控机床各种误差源所占比例 (%)