0 引言

　　裝備制造業(yè)特別是數(shù)控裝備制造業(yè)作為國家綜合經(jīng)濟實力以及科技水平的重要標志，是我國重要的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步，人們對于產(chǎn)品的要求也越來越多樣化，柔性化制造已經(jīng)成為制造業(yè)一個重要的發(fā)展方向，這使得數(shù)控機床的制造和發(fā)展也越來越快。數(shù)控技術(shù)是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，在航空航天、電力電子以及石油化工等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。作為裝備制造業(yè)的核心，數(shù)控系統(tǒng)體現(xiàn)了國家的綜合實力，代表著國家的工業(yè)發(fā)展水平，具有很重要的現(xiàn)實意義。因此，在國家大力支持數(shù)控項目的背景下，筆者對數(shù)控技術(shù)尤其是面向精加工的數(shù)控技術(shù)進行的研究與探索，具有很大的工程應(yīng)用價值。

1 數(shù)控系統(tǒng)的組成

　　數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置，一般由4部分組成，包括輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動控制裝置和可編程控制器，其被控對象為機床本體。

　　輸入裝置可以將數(shù)控加工程序的信息輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，而輸出裝置則可以讀取所輸入的信息以及數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)等。數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，包括硬件和軟件2部分.二者之間密不可分，前者是系統(tǒng)的工作平臺，后者則是系統(tǒng)的靈魂。驅(qū)動控制裝置按其驅(qū)動方式可分為進給軸伺服驅(qū)動和主軸驅(qū)動2種，前者包括位置控制單元、速度控制單元、電動機和測量反饋單元，其按照數(shù)控裝置發(fā)出的命令來驅(qū)動機床受控部件;后者則是由速度控制單元來進行控制的?？删幊炭刂破骷瓤膳c數(shù)控裝置相互獨立，單獨工作，也可與數(shù)控裝置合二為一。

2 數(shù)控技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　雖然我國的數(shù)控機床制造業(yè)已經(jīng)取得了很大的進步，但仍然存在著一些問題，例如技術(shù)水平較低，很多高技術(shù)產(chǎn)品仍需大批量進口等.與工業(yè)較發(fā)達的國家相比，我國機床的數(shù)控化率較低，并且現(xiàn)有數(shù)控機床的利用率也不高。不過，值得肯定的是，近幾十年來，我國已經(jīng)基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，并且擁有了自己的數(shù)控基地和大量的數(shù)控人才，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)已初步形成。在未來的一段時間內(nèi)，我國應(yīng)加強對數(shù)控技術(shù)的研究，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而帶來巨大的經(jīng)濟效益。

　　美國、德國等國家的制造業(yè)在經(jīng)歷了20世紀90年代初的巨大變動后，發(fā)展趨勢有了明顯的回升，從而推動了世界制造業(yè)及其新技術(shù)的不斷發(fā)展。目前，國外的絕大部分數(shù)控機床已經(jīng)在使用32位系統(tǒng)，可實現(xiàn)多軸聯(lián)動，能夠加工各種復(fù)雜的工件，且產(chǎn)品加工精度較高。

　　數(shù)控系統(tǒng)將來的發(fā)展目標是可靠性更強、功能更多、操作舒適性更好、集成度更高、柔性以及開放性更強、成本更低。目前，數(shù)控技術(shù)正向高速度、高精度、高效率、智能控制化、多功能化、硬件模塊化的方向發(fā)展。精加工能夠大幅度提升生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量等級，并能縮短生產(chǎn)周期，因而可以提高產(chǎn)品的市場競爭能力。因此，精度作為衡最數(shù)控機床的重要指標，是先進制造技術(shù)的重點研究對象.為了提高工件的加工精度，通常會在數(shù)控系統(tǒng)中采用誤差補償?shù)认嚓P(guān)技術(shù)，以減小因機床的熱變形誤差、幾何誤差以及重載荷誤差等造成的工件加工誤差。

3 誤差補償技術(shù)

　　3.1 誤差補償技術(shù)概述

　　隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代制造技術(shù)正朝著以提高效率為主的自動化和以提高精度為主的精密化2個方向發(fā)展。數(shù)控機床作為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分，也正向高效率、高精度的方向發(fā)展。誤差補償技術(shù)作為提高數(shù)控機床加工精度的有效方法，受到了廣泛關(guān)注，引起了足夠的重視。

　　數(shù)控機床的誤差補償方法是指通過對影響加工精度的誤差來源進行分析并建模，對誤差進行反向補償，以提高加下精度。這種技術(shù)的基本思路是對誤差進行測量，然后人為制造一種誤差以抵消原來的誤差，而不是去避免誤差的產(chǎn)生。誤差補償技術(shù)實現(xiàn)了用非精密加工設(shè)備加工高精度產(chǎn)品，并且無需對加工設(shè)備進行改造。該技術(shù)使人們的設(shè)計思路從追求設(shè)計精度變?yōu)榱俗⒅卦O(shè)計的穩(wěn)定性，從而大大降低了后期生產(chǎn)成本，帶來了極大的經(jīng)濟效益。

　　在誤差補償過程中，首先要對誤差進行確定與測全，常用的方法有網(wǎng)絡(luò)測定法、誤差合成法、有限元分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及多元線性回歸法等。

　　3.2 數(shù)控機床誤差源

　　影響數(shù)控機床加工精度的因素有很多，對其進行分析歸納，可得到機床的主要誤差源，如圖2所示。其中，熱變形引起的誤差是最主要的誤差源。

　　3.3 機床熱誤差

　　影響機床熱誤差的因素有很多，主要包括以下幾個方面:

　　(1)電動機等機床內(nèi)部發(fā)熱部件對機床的加工精度造成影響;

　　(2)機床的熱容量以及熱剛度等使熱誤差變得復(fù)雜化;

　　(3)在機床的各連接件表面會有熱阻產(chǎn)生，這就造成了機床熱誤差的非線性。

　　熱誤差補償法指的是通過對機床的熱誤差進行分析及測量，建立適合的數(shù)學模型，進而對因熱變形而造成的機床主軸的偏移加以修正，從而提高數(shù)控機床加工精度的方法。采用該方法對誤差進行補償，可以降低高精度產(chǎn)品加工對機床的要求，同時，該補償方法不受機床系統(tǒng)的限制，因而大大減少了對于機床加工范圍的限制，降低了加工成本，提高了經(jīng)濟效益.

4 結(jié)語

　　隨著社會的不斷發(fā)展變化，數(shù)控機床已逐漸成為機械制造業(yè)的重要組成部分。精度性能、數(shù)控功能和加工能力是衡量數(shù)控機床水平的主要標志。通過對數(shù)控技術(shù)進行深人研究，努力提高數(shù)控機床的加工精度，具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文對數(shù)控技術(shù)以及誤差補償技術(shù)進行了簡單的介紹，希望能夠發(fā)揮拋磚引玉的作用，推動更多從業(yè)者對相關(guān)問題進行深人探討