隨著我國經（jīng）濟（jì）的飛速（sù）發展，數控機床作為新一代工作母機，在機械製（zhì）造中已得到廣泛的應用，精密加工技術的迅速發展和零件加工精度的不斷提高，對數控機床的（de）精度也提出了更高的要求。盡管用戶在選購數控機床時，都十分（fèn）看重機床的位置精度，特別（bié）是各軸的定位精度和重複定位精度。但是這些使用中的數控機床（chuáng）精度到底（dǐ）如何呢？ 大量（liàng）統計資料表明：65.7%以上的新機床，安裝時都不符（fú）合其技術指標；90%使用中的數（shù）控機（jī）床處於失準工作狀態。因此，對機床（chuáng）工作狀態進（jìn）行監控和對機床精度進行經（jīng）常的測試是非常必要的，以便及時發現和解決問題，提高零件加（jiā）工精度（dù）。

　　目（mù）前數控機床位置精度的檢驗（yàn）通常采用國際標（biāo）準 ISO230-2或國家標準（zhǔn）GB10931-89等。同一台機床，由於采用的標準不同，所得（dé）到的位置精度也不（bú）相同，因此在選擇數控機床的精度指標時，也要注意它所采用的標準。數控機床的位置標準通常指（zhǐ）各數控軸的反向偏差和定位精（jīng）度。對於這二（èr）者的測定和（hé）補償是提（tí）高加工（gōng）精度的必要途徑。

　　反（fǎn）向偏（piān）差

　　在數控機（jī）床（chuáng）上，由於（yú）各坐標軸進給傳動鏈上驅動部件（如伺服電動機（jī）、伺服液壓馬（mǎ）達和步進電動機等）的反（fǎn）向死區、各機械運（yùn）動傳動副（fù）的反向間隙等（děng）誤差的存在，造成各坐標軸在由正向運（yùn）動轉為反（fǎn）向運動時形成反向偏差（chà），通常也稱反向間隙或失動量。對於采用半閉環（huán）伺服係統（tǒng）的數控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重複定位精度（dù），從而影響產品（pǐn）的（de）加工精度。如在G01切削運動時，反向偏差（chà）會影響插（chā）補運動的精度，若偏差過大（dà）就會造成“圓不夠圓，方（fāng）不夠方”的情形；而在G00快速定（dìng）位運動中，反向偏差影響機床的定位精度，使得鑽孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位（wèi）置精（jīng）度降低。同時，隨（suí）著設備投入運行時間（jiān）的增長，反向偏差還會隨因磨損造（zào）成運動（dòng）副間隙的逐漸增大而增加，因此需要定期（qī）對機床各坐標軸的反（fǎn）向偏差進行測定和（hé）補償。

　　【反向偏差的測定】

　　反向（xiàng）偏差的測定方法：在所測量坐標軸的行程內，預先向正向或反向移動一個距離（lí）並以此停止位置為基準，再在同一方（fāng）向給予一定移動指令值，使之移動一段（duàn）距離，然後（hòu）再往相反方向移動相同的距離，測量停止位置與（yǔ）基準位置（zhì）之差。在靠近行程的中點及兩（liǎng）端的三個位（wèi）置分別進行多次測定（一般為七次），求出各個位置上的平均值，以所得（dé）平均值中的最大值為反向偏（piān）差測（cè）量值。在測量（liàng）時（shí）一定要先移動一段距離，否則不能得（dé）到正確的反向偏差值。

　　測量直線運動軸的反向偏差時，測量工具通常采有千分表或百分表，若條件允許，可使（shǐ）用雙頻激光（guāng）幹涉儀進行測量。當（dāng）采用千分表（biǎo）或百分表進行測量時，需要注意（yì）的是表座和表杆不要伸（shēn）出過高過長，因為測量時由於懸臂較長，表座易受（shòu）力移動，造（zào）成計數不準，補償值也就不真（zhēn）實了。若采用編程法實現測量，則能使測量過程變得更便（biàn）捷更（gèng）精確。

　　例如，在（zài）三坐標立式機床上（shàng）測量X軸的反向偏差，可先將表壓住主軸的圓柱表麵，然後運行如下程序（xù）進行測量：

　　N10 G91 G01 X50 F1000；工作台（tái）右移

　　N20 X－50；工作台（tái）左移（yí），消除傳動間隙（xì）

　　N30 G04 X5；暫停以便觀察

　　N40 Z50；Z軸抬高讓開

　　N50 X-50：工作台左（zuǒ）移

　　N60 X50：工作台右移複位

　　N70 Z-50：Z軸（zhóu）複位

　　N80 G04 X5：暫停以便觀察

　　N90 M99；

　　需要注意的是，在工作台不同的運行速（sù）度下所測出（chū）的結果會有所不同（tóng）。一般情況下，低速的測出值要比高速的大（dà），特別是在機床軸負荷和運動阻力較（jiào）大時（shí）。低速（sù）運動時工作台運動速度（dù）較低，不易（yì）發生過衝超程（相對“反向間隙”），因此測出值（zhí）較大；在高速時，由於工作台（tái）速度較高，容易發生過（guò）衝超程，測得值偏小。

　　回轉運動軸反向偏差量（liàng）的測量方法與直（zhí）線軸相同，隻是用於（yú）檢測的儀器不同而已。

　　【反向偏差的補償】

　　國產（chǎn）數（shù）控機床，定（dìng）位精度有不（bú）少>0.02mm，但沒有補償功能。對這類機（jī）床，在某些場合下，可用編程法實現單向定位，清除反（fǎn）向間（jiān）隙，在機械部分不變的情況下，隻要低速單向定位到達插補起始點，然後再開始（shǐ）插補加工。插補進給（gěi）中遇反向時，給反向間隙值再正式插（chā）補，即可提高插補加工的精度（dù），基本上（shàng）可以保證零件的公差要求。

　　對於其他類別的數控機床，通常數控裝置內存（cún）中（zhōng）設（shè）有（yǒu）若幹個地址，專供存儲（chǔ）各軸的反向間隙（xì）值。當（dāng）機（jī）床（chuáng）的某（mǒu）個軸被指令改變運動方向時（shí），數控裝置會自動讀取該軸的反向間隙值，對坐標位移指令（lìng）值進行補償、修正，使機床（chuáng）準確地定位在（zài）指（zhǐ）令位置上，消除或（huò）減小（xiǎo）反向偏差對機（jī）床精度的不利影（yǐng）響（xiǎng）。

　　一般數控係統隻有單一的反向間隙（xì）補償值可供使用，為了兼（jiān）顧高、低速的運動精度，除了要（yào）在機械上做得（dé）更好（hǎo）以外，隻能將在快速運動時測（cè）得的反向偏差值作為補償值輸入，因此難以做（zuò）到平衡、兼顧快速定位精度和切削時的插補精度。

　　對於FANUC0i、FANUC18i等數控係統（tǒng），有用於快速運動（G00）和低速切（qiē）削進給運動（G01）的兩種反向間隙補償可供選用。根據進給方式的不同，數（shù）控係統自動選擇使用不同的補償值，完成較高精度（dù）的加工（gōng）。

　　將G01 切削進給運動測得的反向間隙（xì）值A 輸入參數NO11851（G01的測試速度可根據常用的切削進給（gěi）速度及（jí）機床特性來決定），將G00測得的反向（xiàng）間隙值B 輸入參數NO11852。需要注意的是，若要數控（kòng）係統（tǒng）執行分別指定的反向間隙補償，應將參數號碼1800的第（dì）四位（RBK）設定為1；若RBK設（shè）定為0，則不執行（háng）分別指定的反向間隙補償。G02、G03、JOG與G01使用相（xiàng）同的補償值（zhí）。

　　二、定位精度

　　數控機床的定位精（jīng）度是指所測量的機床（chuáng）運動部件在（zài）數控係統控製下（xià）運動所能達到的位置精度，是數控機床有別於普通機床的一項重要精（jīng）度，它與機床（chuáng）的幾何（hé）精度共同對機床切削精度產生重要的影響，尤其對孔隙（xì）加工中的孔距誤差具有決定性（xìng）的影響。一台數控機床可以從它所能達到的（de）定位精度判出它的加工精度，所以對（duì）數控機床的定位精（jīng）度進（jìn）行（háng）檢測和補償是保證加工質量的必要途徑。

　　【定位精度的測定】

　　目前多（duō）采用雙（shuāng）頻激光幹涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光幹涉測量（liàng）原理，以激光實時波長為測量基準，所以提高了測試精度及增強了適用範圍。檢測方法如下：

　　安裝雙頻激光幹（gàn）涉儀；

　　在需要測量（liàng）的機床（chuáng）坐標軸方向上安裝光學（xué）測量裝置；

　　調整激光（guāng）頭（tóu），使測量軸（zhóu）線與機床移動軸線共線或平行，即將光路預調準直（zhí）；

　　待激光預熱後輸入測量參數；

　　按規定的測量（liàng）程序運動機床進行（háng）測量；

　　數據處理及（jí）結果輸出（chū）。

　　【定位精度（dù）的補償】

　　若測得數控機床的定位誤差超出誤差允許範圍，則必須對機（jī）床進行誤差補償（cháng）。常用方法是計算出（chū）螺距誤差補償表，手動輸（shū）入（rù）機床CNC係統，從而消除定位誤差，由於數控機床三軸或四軸補償點可能有幾（jǐ）百上千點，所以手動補償需要花費較多時間，並且容易出錯。

　　現在通（tōng）過RS232接口（kǒu）將計算機與機床CNC控製器聯接起來，用VB編寫的（de）自動校準軟（ruǎn）件控（kòng）製激光幹涉儀與數控機床同（tóng）步工作，實（shí）現對數控機床定位精度的自動檢測及自動螺距誤差補償，其補償方法如下：

　　備份CNC控製係統中的已有補償參數；

　　由計算機（jī）產生進行逐點定位精度測量的機床CNC程序，並傳送給CNC係統；

　　自動測量各點的定位誤差；

　　根據指定的補償點產生一組新的補償參數，並傳（chuán）送給CNC係統，螺距自（zì）動補償完成；

　　重（chóng）複進行精（jīng）度驗證。

　　根（gēn）據數（shù）控機床各軸的精度狀況，利用螺距誤差自動補償功能（néng）和反向間隙補償功能，合理（lǐ）地選擇分配各軸補償點，使數控機床達到最佳精度狀態，並大大提高（gāo）了檢測機床定（dìng）位精度的效率。

　　定位精度是數控機床（chuáng）的一個重要（yào）指標（biāo）。盡（jìn）管在用（yòng）戶購選時可以盡量挑選精度高（gāo）誤差小的機（jī）床，但是隨著設備投（tóu）入使用時間越長，設備磨損越厲（lì）害，造（zào）成機床的定位誤差越來越大，這對加工和生產的零件（jiàn）有（yǒu）著致命的影響。采用以上方（fāng）法對機床各坐標軸的反向偏差、定位精度進行準確測量和補償，可以很好地減小或消除反（fǎn）向偏差對機床精度的不利（lì）影響，提高機床的定位精（jīng）度（dù），使機床處於最佳精度狀態，從而（ér）保證零件的加工（gōng）質量。