數控車床對刀誤差分析

如今，數控車床已經廣泛的被應用于機械加工生產中。對刀是采用數控車床加工機械零件的關鍵步驟，在該過程中由于多種因素可以導致對刀誤差的產生，包括數控機床的系統誤差，人為誤差等等，最終導致機械零件的加工精度低，外觀質量差。本次主要講述數控車床的主要對刀方法，并細致分析每種對刀方法包含的產生誤差的因素及減小誤差的方法，為機械零件的加工提供參考。  
　　1.數控車床的對刀方法
　　1.1試切法
　　試切法對刀是數控車床中應用較為廣泛的一種對刀方式，其對刀較為精確，且對數控車床的系統要求及設備本身性能要求較低，故在機械加工領域得到了很好的推廣。在數控車床中的試切法對刀，是利用數控車床的檢測裝置能夠對加工零件或刀具的坐標位置進行實時檢測功能完成的。以絕對式試切法對刀為例，具體的操作方法為：通過相應的程序指令將數控車床系統進行歸零操作，然后將工件放在數控機床的夾盤上，開動機床，將基準刀具快速移動到加工零件附近，用基準刀具切工件外圓表面一刀，記記錄此時CRT上X的坐標值，保持橫向的尺寸不變，縱向退刀，測量工件的尺寸直徑，并經此數值輸入到數控系統中的刀具補償欄中的相應位置中，系統會自動測算出，刀具的偏移量，同時記錄該X坐標點為工件坐標系的零點。同樣的方法，車端面一刀，保持縱向尺寸不變，記錄下CRT上的Z方向坐標值，此時可以在刀具補償欄中輸入Z方向的偏移量，一般來說此數值輸入為0，可以簡化編程操作中復雜的坐標值。但是，也可以根據綜合考慮加工工件的坐標位置影響，在對確定輸入值的多少，此時數控系統會記錄該坐標點為工件坐標系中Z軸方向的零點。通過以上的操作即可完成對刀操作，而后開始進行下一道工序。
　　1.2對刀儀對刀
　　一般來說，對刀儀分為機內對刀儀和機外對刀儀，通常在數控車床做所使用的是機內對刀儀，在數控車床中，通常是將刀具直接安裝在刀架上或者通過刀夾安裝到刀架上，然后再將工件安裝于夾盤上，通過對刀儀進行對刀，結合數控車床的系統完成工件坐標系的建立，這種對刀方法代替了傳統手工方式的對刀，促使對刀的精確度明顯提升，關于此種對刀方法的描述在相關的文獻資料中均有記載，故筆者將不再細述。對刀儀對刀法是目前現有的比較精確的對刀方式，但是此種對刀方式需要添置對刀儀輔助裝置，投入較高，而且裝卸刀具比較費力，但是卻能夠大大的節約對刀的時間。
　　2.數控車床的對刀誤差分析
　　2.1機床系統誤差分析
　　目前，一般廣泛使用的數控車床系統主要以日本的FANUC系統、德國的SIEMENS系統以及教學用的國產華中系統，雖然這三種系統都用于數控車床的加工，但是由于各自研發的地點以及發展背景不同，因此存在著本質性的差別。通常，大型的機械制造企業會采購德國西門子類的數控車床，原因是，西門子公司的發展歷史悠久，機電類產品質量性能優良，采用西門子數控系統所加工的零件，不僅尺寸精確、加工表面質量高，且能夠支持比較復雜的機械零件加工。
　　日本的FANUC系統雖然在國內的一些機械制造企業中也得到了廣泛的應用，但是由于其系統本身設計的存在著些許誤差，致使有些數控車床在對刀過程中就已經存在著這些誤差，從而影響了機械零件的加工質量以及使用性能。當然，這只能說明德國西門子系統設計的更為精密，其系統本身存在的誤差較小。對于國產的華中數控系統，無論是系統本身還是與該系統配套的機床，誤差均要大于前兩者，因此在機械制造企業中并沒有得到很好的推廣。其實，數控車床的系統本身的誤差是普遍存在的，無論多么先進的系統，系統誤差具有一定的必然性，是無法消除的。但是隨著數控加工設備的不斷發展，其智能化程度也在不斷的提升，其系統的精確性也得到了提升，故其對刀誤差也在不斷的減少。
　　2.2數控車床本身誤差分析
　　除了車床系統本身的誤差外，數控車床的設備本身的機械工藝性以及精密性，也會影響數控車床的使用性能，進而影響車床的對刀精度，如有些國產的機床設備長時間使用的情況下，車床導軌就會下沉，或者出現表面創傷，此種情況下，就會造成數控車床在對刀過程中存在一定的位置誤差。這種機械設備本身所具有的誤差，同樣存在著必然性，但是通過日常對數控機床的維護，可以這種誤差降到最低。依據多年的工作經驗，在企業中，機械設備管理制度往往落實不到位，最終導致數控機床在未到達使用年限之前，就已經出現損壞，導致數控車床的加工精度下降。  
　　2.3測量誤差分析
　　在數控車床對刀過程中，多數為人工操作，如在試切法對刀時，需要進行測量工件外圓的直徑，在測量過程中，可能存在一定的測量誤差，故在數控車床系統中所輸入的數據也存有誤差。此外，在使用一些輔助裝置進行對刀過程中，輔助裝置的安裝精度、制造精度、測量精度也會影響到數控車床的對刀精度。因此，在對刀過程中，作為設備的操作者一定要正確使用量具，正確安裝輔助裝置，保證數控機床的對刀精度。
　　此外，對刀方法的選擇也會影響數控車床的對刀精度，如在試切法對刀時，如果采用手動方式進行試切，測量就會造成較大的對刀誤差，如果采用數控車床的計算機檢測裝置進行測量試切，就會大大的提升數控車床的對刀精度。
　　3.結論
　　綜上，影響數控車床對刀誤差的因素主要來源于兩個方面：機床本身和人為因素。對于機床本身的因素，可以通過提升數控機床的工藝性及精密性，且提升數控系統的全面性和準確性來降低數控車床的對刀誤差。對于人為因素，則需要提升設備操作者的技能素質及設備管理水平來降低對刀誤差。隨著機械制造技術的不斷發展，未來機械設備必將愈發先進，其精度性及可操作性也會有所提升，故對刀誤差也必將維持在一個較低的水平

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