根據(jù)ISO230-1:1996及我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17421.1-1998的相關(guān)規(guī)定，數(shù)控機(jī)床幾何誤差指的是數(shù)控機(jī)床在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓及20℃恒定氣溫)中，機(jī)床處在穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境及無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，由于機(jī)床設(shè)計(jì)、制造、裝配等中的缺陷，使得機(jī)床中各組成環(huán)節(jié)或部件的實(shí)際幾何參數(shù)和位置相對(duì)于理想幾何參數(shù)和位置發(fā)生偏離。該項(xiàng)誤差一般與機(jī)床各組成環(huán)節(jié)或部件的幾何要素有關(guān)，是機(jī)床本身固有的誤差。

數(shù)控機(jī)床控制誤差

由數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的不精確性引起的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與理想運(yùn)動(dòng)軌跡的偏差。控制誤差包括：伺服驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)、測(cè)量傳感環(huán)節(jié)以及數(shù)控插補(bǔ)等控制相關(guān)環(huán)節(jié)帶來(lái)的偏差。

運(yùn)動(dòng)誤差

數(shù)控機(jī)床在工作過(guò)程中，工作臺(tái)、主軸等主要運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和理想運(yùn)動(dòng)軌跡的不符合程度。一般數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)誤差就包含了上述幾何誤差以及數(shù)控機(jī)床的控制誤差，屬于靜態(tài)誤差的范疇。

熱(變形)誤差

由于數(shù)控機(jī)床受切削熱、摩擦熱等的機(jī)床內(nèi)部熱源以及工作場(chǎng)地周?chē)獠繜嵩吹挠绊懀瑪?shù)控機(jī)床的溫度分部發(fā)生變化導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床與標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)相比而產(chǎn)生的附加熱變形，由此改變了數(shù)控機(jī)床中各組成部分的相對(duì)位置，從而產(chǎn)生的附加誤差(不包含數(shù)控機(jī)床已有的幾何誤差)簡(jiǎn)稱熱誤差。熱誤差呈現(xiàn)非線性特性，是一種準(zhǔn)靜態(tài)誤差，技術(shù)上可以按照靜態(tài)誤差來(lái)處理。圖1所示為主軸箱的熱變形分部圖。

圖1 主軸箱熱變形分布圖

力(變形)誤差

數(shù)控機(jī)床在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下產(chǎn)生的附加幾何變形破壞了機(jī)床各組成部分原有的相互位置關(guān)系而產(chǎn)生的附加誤差，簡(jiǎn)稱力誤差，其與機(jī)床剛度有關(guān)。

定位/位置誤差

機(jī)床定位/位置誤差是特指機(jī)床工作臺(tái)或刀具在機(jī)床工作空間中，從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)的過(guò)程中，其理想位置和實(shí)際位置的差異程度。一般屬于機(jī)床幾何誤差的范疇。

加工誤差

加工誤差指的就是在加工狀態(tài)下，由于機(jī)床熱分布不平衡以及加工負(fù)載等加工過(guò)程原因，使得刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的非期望值發(fā)生變化，具體反映在工件產(chǎn)生的附加尺寸誤差、形狀誤差和位置誤差。工件的加工精度主要取決于工件和刀刃在加工過(guò)程中互相位置的正確程度。而關(guān)于機(jī)床誤差存在狹義上和廣義上兩種不同的理解。其中，狹義上機(jī)床誤差指的就是機(jī)床位置誤差、主軸回轉(zhuǎn)誤差、數(shù)控系統(tǒng)控制誤差等和數(shù)控機(jī)床本身有關(guān)的誤差項(xiàng)，而廣義上機(jī)床誤差還包括由于機(jī)床加工運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致的熱(變形)誤差以及力(變形)誤差等在內(nèi)所有與機(jī)床設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢測(cè)控制、加工運(yùn)行等過(guò)程相關(guān)所有的誤差項(xiàng)。

圖2所示為機(jī)床主要誤差及其來(lái)源。

其中，幾何誤差和控制誤差是機(jī)床原始誤差，而熱誤差和力誤差為加工工程中產(chǎn)生的誤差。

圖2 數(shù)控機(jī)床的主要誤差源

機(jī)床各誤差源所占比例見(jiàn)表1。其中，機(jī)床幾何誤差、熱誤差和力誤差占總誤差的65%，是影響數(shù)控機(jī)床加工精度的主要誤差因素。不同的工況下各誤差源所占比例是有區(qū)別的，如越是精密的機(jī)床或精密的加工，熱誤差所占比例越大。

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