隨著我國經濟的飛速發展，數控機床作為新一代工作（zuò）母機，在機械製造中已得到廣泛的（de）應（yīng）用，精密加工技術的迅速發展（zhǎn）和零（líng）件（jiàn）加工精度的不斷提高，對數控機床的精度（dù）也提出了更高的要求。盡管用戶在選購數控機床時，都十分看重機床（chuáng）的位置精度，特別是各軸的定位精度和重複定位精度（dù）。但是這些使用中的數（shù）控機床精度到底如（rú）何呢？ 大量統計資料表明：65.7%以上的新機床，安裝時都不符合其技術指標；90%使用中的數控機床處於失準工作（zuò）狀態。因（yīn）此，對機床工作（zuò）狀態（tài）進行監控和對機（jī）床精（jīng）度進行經（jīng）常的測試是非常必要的，以便及時發現（xiàn）和解決問題，提高零件加工精度。

　　目前數控機（jī）床位置精度的檢驗通常采用國際標準 ISO230-2或國家（jiā）標（biāo）準GB10931-89等。同一台機床，由於采用的標準不同，所得到的位置精（jīng）度也不相同，因此在選擇數控機床的精度指標（biāo）時，也（yě）要注意它所采用的標準。數控機（jī）床的位置標準通常指各數控軸的反向偏差和定位精度。對於這二者的測定和補償是提高加工精度的（de）必要（yào）途徑。

　　反向偏差

　　在數控機（jī）床上，由於（yú）各坐標軸進給傳動鏈上驅動部（bù）件（jiàn）（如伺服電動機、伺服液壓馬達和步進電動機等（děng））的反向死區、各機械運動傳動副的反向間（jiān）隙等誤差的存在，造（zào）成各坐標軸在由正向運動轉為（wéi）反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，從（cóng）而影響產品的加工精度。如在G01切削運動時，反向偏差會影響插補運動的精度（dù），若偏差（chà）過大就會造成“圓不（bú）夠圓，方不夠方”的情形；而在G00快速定位運動中（zhōng），反向偏差影響機床的定位精度，使得鑽孔、鏜（táng）孔等孔加工時各（gè）孔間的位置精度降低。同時，隨（suí）著設備（bèi）投入運行時間的增長，反向偏差（chà）還會隨因（yīn）磨損造成運動副間隙的逐漸增大而增加，因此需要定期對機床各坐標軸的反（fǎn）向偏差進行測定和（hé）補償。

　　【反向偏（piān）差的測定】

　　反向偏差的（de）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並以此停止位置為（wéi）基準，再（zài）在同一方向給予一（yī）定移動指令值，使之移動一段距離，然後再往相反方向移動相（xiàng）同的距離，測量停止位置與基準位置之（zhī）差。在靠近行程（chéng）的中點及兩端的三個位（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（yǐ）所（suǒ）得平均值中的最大值為（wéi）反向偏差（chà）測量值。在測量時一定要先移動一段距離，否則不能得到正確的反向偏差值。

　　測（cè）量直線運動軸的（de）反向偏差時，測量工具（jù）通常采有千分表或百分表，若（ruò）條件允許，可使用雙頻激光（guāng）幹（gàn）涉儀進行測量。當采用千分表或百分表進行測量時，需要注意的是表座和表杆不要伸出過（guò）高（gāo）過長，因（yīn）為測量時由於懸臂較長，表座易受力移動，造成計（jì）數不準，補償值也就不真實了。若（ruò）采用（yòng）編程法實現測量，則能（néng）使測量過程變得更便捷更精確。

　　例如，在三坐（zuò）標立式機床（chuáng）上測量（liàng）X軸的反向偏差，可先將表壓住主軸的圓柱表（biǎo）麵，然後運行如下程序進（jìn）行測量：

　　N10 G91 G01 X50 F1000；工作（zuò）台（tái）右移

　　N20 X－50；工作台左移（yí），消除傳動間（jiān）隙

　　N30 G04 X5；暫停以便觀察

　　N40 Z50；Z軸抬高讓開

　　N50 X-50：工作台左移（yí）

　　N60 X50：工作台右移複位

　　N70 Z-50：Z軸複位

　　N80 G04 X5：暫停以便觀察

　　N90 M99；

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

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

　　【反向偏差的補償（cháng）】

　　國產數控（kòng）機（jī）床，定位精度有（yǒu）不少>0.02mm，但沒有補償（cháng）功能。對這類機床，在某些場合下，可用編程法實現單向定位，清除反向間隙，在機械部分不（bú）變的（de）情況下，隻要低速單向定位到達插補起始點，然後再開始插補加工。插（chā）補進給（gěi）中遇反向時，給（gěi）反（fǎn）向間隙值（zhí）再正式插（chā）補，即可提（tí）高插補加工的精（jīng）度，基本上可以保（bǎo）證（zhèng）零件的公差要求。

　　對於其他（tā）類別的數控（kòng）機床，通常（cháng）數控裝置內存中（zhōng）設有若幹個地址，專供存儲各軸的反（fǎn）向間隙值。當機床（chuáng）的（de）某個軸被指令改變運（yùn）動方向時，數控裝置會自動讀取該軸（zhóu）的反向間隙值，對坐標位移指令值進行補償、修（xiū）正，使機床準確地定位在指令位置上，消除或減小反向（xiàng）偏差對機（jī）床精度的（de）不利影響（xiǎng）。

　　一般數控係統隻有單一的反向間隙補償值可供使用，為了兼顧高（gāo）、低速的運動精度（dù），除了要在機械上做得更（gèng）好以（yǐ）外，隻能將在快速（sù）運動（dòng）時測得的反向偏差值作為補償值輸入，因此難以做到平衡、兼顧快速定位精度和切削時的插補精度。

　　對於（yú）FANUC0i、FANUC18i等（děng）數控係統，有用於快速運動（G00）和低速切（qiē）削進（jìn）給運動（G01）的兩種反（fǎn）向間（jiān）隙補償可供選用。根據進給方（fāng）式的不同（tóng），數控係統自動選擇（zé）使用不同的補償值（zhí），完成較高精度的加工。

　　將G01 切削進（jìn）給運動測得的（de）反（fǎn）向間隙值A 輸入參（cān）數NO11851（G01的測試速度（dù）可根據常用的切削進給速度及機床特性來（lái）決（jué）定），將G00測得的（de）反向間（jiān）隙值B 輸入參數NO11852。需要注意的是（shì），若要數控係統（tǒng）執行分別指定的反（fǎn）向間隙補償，應將參數號（hào）碼1800的第四位（RBK）設定為1；若RBK設定為0，則不執行分（fèn）別指定的反向間（jiān）隙補償。G02、G03、JOG與G01使用相同的補償值。

　　二、定位（wèi）精度（dù）

　　數控機床的定位精（jīng）度是指所測量的機床運動部件在數控係統控製下運動所能達（dá）到的位置精度，是數控機床有（yǒu）別於普（pǔ）通機床的一項（xiàng）重要精度，它與機床的幾何精度共同對機床切削精（jīng）度產生重要的影響（xiǎng），尤其對孔隙加（jiā）工中的孔距誤差具有決定性的影響。一台數控機床可以從它所能達到的定位精度判出它的（de）加工（gōng）精度，所（suǒ）以對數控（kòng）機床的定（dìng）位（wèi）精度進行檢測和補償（cháng）是保（bǎo）證加工質量的必要途徑。

　　【定位精度的測定】

　　目前多采用雙頻（pín）激光幹涉（shè）儀對機床檢測和處理分析，利（lì）用激光幹涉測量原理，以激光實（shí）時波長為測量基準，所以提高了測試精度（dù）及增（zēng）強了適用（yòng）範圍。檢測方法如下：

　　安裝雙頻激光（guāng）幹涉（shè）儀；

　　在需（xū）要測量的機床坐（zuò）標軸方向上（shàng）安裝（zhuāng）光學（xué）測量（liàng）裝置；

　　調整激光頭，使測量軸線與（yǔ）機床移動軸線（xiàn）共（gòng）線或平行，即將光路預調（diào）準直；

　　待激光預（yù）熱後輸（shū）入測量參數；

　　按規（guī）定的測量（liàng）程序（xù）運動機床進行測（cè）量；

　　數據處理及（jí）結果輸出。

　　【定（dìng）位精度的補（bǔ）償】

　　若測得數控機床的定位（wèi）誤差（chà）超出誤差（chà）允許範圍，則（zé）必（bì）須對機床進行誤差補償。常用方法是計算出螺距誤差補償表，手動輸入機（jī）床CNC係統，從而消除定位（wèi）誤差，由於數（shù）控機床（chuáng）三軸或四軸補償點可能（néng）有（yǒu）幾百上千點，所以手動補償需要花費較多時間，並且容易出錯。

　　現在通過RS232接口將計算機與機床（chuáng）CNC控製器聯接起來，用VB編寫的自動校準軟件控製激光幹涉儀與數控機床（chuáng）同步工作，實現對數控機床定位精度的自動檢測及自（zì）動螺距誤差補償，其（qí）補（bǔ）償方法如下：

　　備份CNC控製係統中的已有（yǒu）補償參數；

　　由計算機產生進（jìn）行逐（zhú）點定（dìng）位精度（dù）測量的機床CNC程序，並傳送（sòng）給CNC係統（tǒng）；

　　自動測量各點的定位（wèi）誤差；

　　根（gēn）據（jù）指定的補償點產生一組新的補償參數，並傳送給CNC係統，螺距自動補償完成；

　　重複進行精度驗證。

　　根據數控機床各軸（zhóu）的精度狀況，利用螺距誤差自動補償功能和反向（xiàng）間隙補（bǔ）償功能，合理地選擇分配各軸補償點，使數控機床達到最佳精度狀態（tài），並大大提高了檢測（cè）機床定位精度的效率。

　　定（dìng）位精度是數控機床（chuáng）的一個重要指標。盡管在用戶購選時可以盡量挑選精度高誤差小的機床，但（dàn）是隨著設備投（tóu）入使用時間越長，設備磨損越（yuè）厲害，造成機床的定位誤差越來越大，這對加（jiā）工（gōng）和生產（chǎn）的零件有（yǒu）著（zhe）致（zhì）命的（de）影（yǐng）響。采用（yòng）以上方（fāng）法對機床各坐標軸的反向偏差、定位（wèi）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影響，提高機床的定位精度，使機床處於最佳精度狀態，從而保證零件的加工質量。