數(shù)控機床設(shè)備生產(chǎn)效率的好壞與精度有很大的關(guān)系，因此企業(yè)在購買或研發(fā)數(shù)控機床時都十分看重這一點。然而，絕大部分的新機床在剛出廠時，精度都不夠標準，或者后期使用過程中出現(xiàn)機械磨合磨損的現(xiàn)象，所以調(diào)校數(shù)控機床的精度對日后生產(chǎn)工作的開展是非常關(guān)鍵的。
一、反向間隙補償
在數(shù)控機床上，由于各坐標軸進給傳動鏈上驅(qū)動部件的反向死區(qū)、各機械運動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標軸在由正向運動轉(zhuǎn)為反向運動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙或失動量。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復(fù)定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。同時，隨著設(shè)備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因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向偏差進行測定和補償。
【反向間隙的測定】
反向偏差的測定方法：在所測量坐標軸的行程內(nèi)，預(yù)先向正向或反向移動一個距離并以此停止位置為基準，再在同一方向給予一定移動指令值，使之移動一段距離，然后再往相反方向移動相同的距離，測量停止位置與基準位置之差。在靠近行程的中點及兩端的三個位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，以所得平均值中的最大值為反向偏差測量值。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，可使用雙頻激光干涉儀進行測量。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桿不要伸出過高過長，因為測量時由于懸臂較長，表座易受力移動，造成計數(shù)不準，補償值也就不真實了。若采用編程法實現(xiàn)測量，則能使測量過程變得更便捷更精確。
例如，在三坐標立式機床上測量X軸的反向偏差，可先將表壓住主軸的圓柱表面，然后運行如下程序進行測量：
N10G91G01X50F1000;工作臺右移
N20X-50;工作臺左移，消除傳動間隙
N30G04X5;暫停以便觀察
N40Z50;Z軸抬高讓開
N50X-50：工作臺左移
N60X50：工作臺右移復(fù)位
N70Z-50：Z軸復(fù)位
N80G04X5：暫停以便觀察
N90M99;
需要注意的是，在工作臺不同的運行速度下所測出的結(jié)果會有所不同。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。低速運動時工作臺運動速度較低，不易發(fā)生過沖超程，因此測出值較大;在高速時，由于工作臺速度較高，容易發(fā)生過沖超程，測得值偏小?；剞D(zhuǎn)運動軸反向偏差量的測量方法與直線軸相同，只是用于檢測的儀器不同而已。
【反向間隙的補償】
國產(chǎn)數(shù)控機床，定位精度有不少>0.02mm，但沒有補償功能。對這類機床，在某些場合下，可用編程法實現(xiàn)單向定位，清除反向間隙，在機械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達插補起始點，然后再開始插補加工。插補進給中遇反向時，給反向間隙值再正式插補，即可提高插補加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。
對于其他類別的數(shù)控機床，通常數(shù)控裝置內(nèi)存中設(shè)有若干個地址，專供存儲各軸的反向間隙值。當機床的某個軸被指令改變運動方向時，數(shù)控裝置會自動讀取該軸的反向間隙值，對坐標位移指令值進行補償、修正，使機床準確地定位在指令位置上，消除或減小反向偏差對機床精度的不利影響。
一般數(shù)控系統(tǒng)只有單一的反向間隙補償值可供使用，為了兼顧高、低速的運動精度，除了要在機械上做得更好以外，只能將在快速運動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。
對于FANUC0i、FANUC18i等數(shù)控系統(tǒng)，有用于快速運動(G00)和低速切削進給運動(G01)的兩種反向間隙補償可供選用。根據(jù)進給方式的不同，數(shù)控系統(tǒng)自動選擇使用不同的補償值，完成較高精度的加工。
將G01切削進給運動測得的反向間隙值A(chǔ)輸入?yún)?shù)NO11851(G01的測試速度可根據(jù)常用的切削進給速度及機床特性來決定)，將G00測得的反向間隙值B輸入?yún)?shù)NO11852。需要注意的是，若要數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行分別指定的反向間隙補償，應(yīng)將參數(shù)號碼1800的第四位(RBK)設(shè)定為1;若RBK設(shè)定為0，則不執(zhí)行分別指定的反向間隙補償。G02、G03、JOG與G01使用相同的補償值。
二、螺距補償
數(shù)控機床的定位精度是指所測量的機床運動部件在數(shù)控系統(tǒng)控制下運動所能達到的位置精度，是數(shù)控機床有別于普通機床的一項重要精度，它與機床的幾何精度共同對機床切削精度產(chǎn)生重要的影響，尤其對孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響。一臺數(shù)控機床可以從它所能達到的定位精度判出它的加工精度，所以對數(shù)控機床的定位精度進行檢測和補償是保證加工質(zhì)量的必要途徑。
【螺距的測定】
目前多采用雙頻激光干涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理，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范圍。
檢測方法如下：
安裝雙頻激光干涉儀;
在需要測量的機床坐標軸方向上安裝光學(xué)測量裝置;
調(diào)整激光頭，使測量軸線與機床移動軸線共線或平行，即將光路預(yù)調(diào)準直;
待激光預(yù)熱后輸入測量參數(shù);
按規(guī)定的測量程序運動機床進行測量;
數(shù)據(jù)處理及結(jié)果輸出。
【螺距的補償】
若測得數(shù)控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必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，手動輸入機床CNC系統(tǒng)，從而消除定位誤差，由于數(shù)控機床三軸或四軸補償點可能有幾百上千點，所以手動補償需要花費較多時間，并且容易出錯。
現(xiàn)在通過RS232接口將計算機與機床CNC控制器聯(lián)接起來，用VB編寫的自動校準軟件控制激光干涉儀與數(shù)控機床同步工作，實現(xiàn)對數(shù)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控制系統(tǒng)中的已有補償參數(shù);
由計算機產(chǎn)生進行逐點定位精度測量的機床CNC程序，并傳送給CNC系統(tǒng);
自動測量各點的定位誤差;
根據(jù)指定的補償點產(chǎn)生一組新的補償參數(shù)，并傳送給CNC系統(tǒng)，螺距自動補償完成;
重復(fù)進行精度驗證。
以上就是提升數(shù)控機床精度的具體方案。然而，不同的數(shù)控機床設(shè)備的精度都會有所偏差，我們還是應(yīng)該根據(jù)實際情況，來對機床進行校調(diào)!
一、反向間隙補償
在數(shù)控機床上，由于各坐標軸進給傳動鏈上驅(qū)動部件的反向死區(qū)、各機械運動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標軸在由正向運動轉(zhuǎn)為反向運動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙或失動量。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復(fù)定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。同時，隨著設(shè)備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因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向偏差進行測定和補償。
【反向間隙的測定】
反向偏差的測定方法：在所測量坐標軸的行程內(nèi)，預(yù)先向正向或反向移動一個距離并以此停止位置為基準，再在同一方向給予一定移動指令值，使之移動一段距離，然后再往相反方向移動相同的距離，測量停止位置與基準位置之差。在靠近行程的中點及兩端的三個位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，以所得平均值中的最大值為反向偏差測量值。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，可使用雙頻激光干涉儀進行測量。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桿不要伸出過高過長，因為測量時由于懸臂較長，表座易受力移動，造成計數(shù)不準，補償值也就不真實了。若采用編程法實現(xiàn)測量，則能使測量過程變得更便捷更精確。
例如，在三坐標立式機床上測量X軸的反向偏差，可先將表壓住主軸的圓柱表面，然后運行如下程序進行測量：
N10G91G01X50F1000;工作臺右移
N20X-50;工作臺左移，消除傳動間隙
N30G04X5;暫停以便觀察
N40Z50;Z軸抬高讓開
N50X-50：工作臺左移
N60X50：工作臺右移復(fù)位
N70Z-50：Z軸復(fù)位
N80G04X5：暫停以便觀察
N90M99;
需要注意的是，在工作臺不同的運行速度下所測出的結(jié)果會有所不同。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。低速運動時工作臺運動速度較低，不易發(fā)生過沖超程，因此測出值較大;在高速時，由于工作臺速度較高，容易發(fā)生過沖超程，測得值偏小?；剞D(zhuǎn)運動軸反向偏差量的測量方法與直線軸相同，只是用于檢測的儀器不同而已。
【反向間隙的補償】
國產(chǎn)數(shù)控機床，定位精度有不少>0.02mm，但沒有補償功能。對這類機床，在某些場合下，可用編程法實現(xiàn)單向定位，清除反向間隙，在機械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達插補起始點，然后再開始插補加工。插補進給中遇反向時，給反向間隙值再正式插補，即可提高插補加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求。
對于其他類別的數(shù)控機床，通常數(shù)控裝置內(nèi)存中設(shè)有若干個地址，專供存儲各軸的反向間隙值。當機床的某個軸被指令改變運動方向時，數(shù)控裝置會自動讀取該軸的反向間隙值，對坐標位移指令值進行補償、修正，使機床準確地定位在指令位置上，消除或減小反向偏差對機床精度的不利影響。
一般數(shù)控系統(tǒng)只有單一的反向間隙補償值可供使用，為了兼顧高、低速的運動精度，除了要在機械上做得更好以外，只能將在快速運動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。
對于FANUC0i、FANUC18i等數(shù)控系統(tǒng)，有用于快速運動(G00)和低速切削進給運動(G01)的兩種反向間隙補償可供選用。根據(jù)進給方式的不同，數(shù)控系統(tǒng)自動選擇使用不同的補償值，完成較高精度的加工。
將G01切削進給運動測得的反向間隙值A(chǔ)輸入?yún)?shù)NO11851(G01的測試速度可根據(jù)常用的切削進給速度及機床特性來決定)，將G00測得的反向間隙值B輸入?yún)?shù)NO11852。需要注意的是，若要數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行分別指定的反向間隙補償，應(yīng)將參數(shù)號碼1800的第四位(RBK)設(shè)定為1;若RBK設(shè)定為0，則不執(zhí)行分別指定的反向間隙補償。G02、G03、JOG與G01使用相同的補償值。
二、螺距補償
數(shù)控機床的定位精度是指所測量的機床運動部件在數(shù)控系統(tǒng)控制下運動所能達到的位置精度，是數(shù)控機床有別于普通機床的一項重要精度，它與機床的幾何精度共同對機床切削精度產(chǎn)生重要的影響，尤其對孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響。一臺數(shù)控機床可以從它所能達到的定位精度判出它的加工精度，所以對數(shù)控機床的定位精度進行檢測和補償是保證加工質(zhì)量的必要途徑。
【螺距的測定】
目前多采用雙頻激光干涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理，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范圍。
檢測方法如下：
安裝雙頻激光干涉儀;
在需要測量的機床坐標軸方向上安裝光學(xué)測量裝置;
調(diào)整激光頭，使測量軸線與機床移動軸線共線或平行，即將光路預(yù)調(diào)準直;
待激光預(yù)熱后輸入測量參數(shù);
按規(guī)定的測量程序運動機床進行測量;
數(shù)據(jù)處理及結(jié)果輸出。
【螺距的補償】
若測得數(shù)控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必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，手動輸入機床CNC系統(tǒng)，從而消除定位誤差，由于數(shù)控機床三軸或四軸補償點可能有幾百上千點，所以手動補償需要花費較多時間，并且容易出錯。
現(xiàn)在通過RS232接口將計算機與機床CNC控制器聯(lián)接起來，用VB編寫的自動校準軟件控制激光干涉儀與數(shù)控機床同步工作，實現(xiàn)對數(shù)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控制系統(tǒng)中的已有補償參數(shù);
由計算機產(chǎn)生進行逐點定位精度測量的機床CNC程序，并傳送給CNC系統(tǒng);
自動測量各點的定位誤差;
根據(jù)指定的補償點產(chǎn)生一組新的補償參數(shù)，并傳送給CNC系統(tǒng)，螺距自動補償完成;
重復(fù)進行精度驗證。
以上就是提升數(shù)控機床精度的具體方案。然而，不同的數(shù)控機床設(shè)備的精度都會有所偏差，我們還是應(yīng)該根據(jù)實際情況，來對機床進行校調(diào)!