21世紀的數控機床 提高精度是關鍵

　　一直以來，機床制造業的們夢想著將機器人的靈活性好、工作區域大與傳統機床精度、剛性高的優點結合在一起。
　　
　　20世紀70年代初世界上出現了*批電氣機器人，在一些極其單調和危險的工作領域，被用來替代人體勞動。這種機器人應用的就是串聯技術，其技術優勢是工作終端能夠向各方向運動，具有足夠的動態性能和靈活性，可到達要求的工作區域，但其精度和剛性較差。
　　
　　影響數控機床精度的因素：
　　
　　加工精度是評價機床特性的重要指標之一，也可用誤差來間接描述，可從歸為兩個方面：
　　
　　1、根據誤差隨時間的變化特性，將其分為靜態誤差和動態誤差。靜態誤差，是指在不考慮刀具變形的情況下，數控機床在恒定栽荷下處于靜力平衡狀態時末端刀具的位恣，與機床不受載荷情形下末端刀具位姿的差異。它主要受機床結構參數誤差、零部件載變形量的影響。加工過程中的熱變形，同樣會引起末端刀具位姿的偏差，它是一種變化緩慢的、準靜態的誤差源。
　　
　　動態誤差，是指機床處于動態切削力作用下時，切削力的波動性、驅動力的波動性零部件及機床系統的柔性等引起的振動、沖擊等，導致末端刀具位姿與理想位姿的偏差。
　　
　　2、根據引起誤差的要素，將其分為幾何誤差和物理誤差。
　　
　　幾何誤差，是指組成機床的各個五一節存在幾何尺寸上的誤差，一般只從剛體運動學上考慮。零部件制造公差、安裝誤差、驅動關節位移誤差等屬于幾何誤差。物理誤差，是指環境因素引起的誤差，如溫度變化、受力等導致機床末端執行器的誤差。
　　
　　目前，針對幾何誤差源對精度的影響規律的研究比較深入，而對物理誤差源對精度影響規律的研究則比較籠統。要獲得符合實際切削加工過程的精度變化規律，一個重要的途徑就是分析動態載荷對加工精度的影響，包括載荷的影響（系統的靜剛度問題）和載荷動態變化的影響（系統動剛度問題）和載荷的動態變化引起的振動對精度的影響。
　　
　　提高數控機床精度的對策
　　
　　由于各誤差源之間的耦合作用，因此機床的精度是由綜合誤差決定的，有時消除或減小單項誤差往往不能獲得預期的效果。不僅要對單項誤差對精度的影響規律作進一步研究，還要對各單項誤差的耦合、綜合效應進行研究。可以從以下幾個方面入手：
　　
　　1、在幾何誤差的研究上，矢量環路分析法比較成熟，蛤需進一步提高結構參數的有效測量及標定精度。
　　
　　2、在靜剛度特性方面，目前在實際試驗中多采用預載以消除間隙的影響，但在動剛度特性方面，由于切削載荷動態變化，間隙成為一個隨機量，因此可用概率方法。
　　
　　3、在動態特性，尤其是振動的影響方面，對過大量試驗獲得振動特性參數。
　　
　　4、建立綜合誤差模型。在幾何誤差的基礎上，考慮剛度特性引起的變形量及zui終的偏差量，從理論上講，只需要將其折算為位置誤差或桿長誤差即可。但要將振動引起的偏差量綜合考慮進行，需要考察其有關機理，因為它是高頻變化量。