機床測量不精確是怎麼回事

1. 哪些因素影響機床加工精度

機床加工精度受以下因素影響：

1、機床誤差

機床誤差是指機床的製造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機床導軌導向誤差、機床主軸回轉誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。

2、加工原理誤差

加工原理誤差是指採用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動關系進行加工而產生的誤差。加工原理誤差多出現於螺紋、齒輪、復雜曲面加工中。

3、調整誤差

機床的調整誤差是指由於調整不準確而產生的誤差。

4、工件內部的殘余應力

殘余應力的產生：毛胚製造和熱處理過程中產生的殘余應力；冷校直帶來的殘余應力；切削加工帶來的殘余應力。

5、加工現場環境影響

加工現場往往有許多細小金屬屑，這些金屬屑如果存在與零件定位面或定位孔位置就會影響零件加工精度，對於高精度加工，一些細小到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個影響因素會被識別出來但並無十分到位的方法來杜絕，往往對操作員的作業手法依賴很高。

6、夾具的製造誤差和磨損

夾具的誤差主要指：定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的製造誤差；夾具裝配後，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差；夾具在使用過程中工作表面的磨損。

7、刀具的製造誤差和磨損

刀具誤差對加工精度的影響根據刀具的種類不同而異。

8、工藝系統受力變形

工藝系統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產生變形，從而破壞了已調整好的工藝系統各組成部分的相互位置關系，導致加工誤差的產生，並影響加工過程的穩定性。主要考慮機床變形、工件變形以及工藝系統的總變形。

9、工藝系統的熱變形

在加工過程中，由於內部熱源（切削熱、摩擦熱）或外部熱源（環境溫度、熱輻射）產熱使工藝系統受熱而發生變形，從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中， 工藝系統熱變形引起的加工誤差佔加工總誤差的40%-70%。

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加工精度根據不同的加工精度內容以及精度要求，採用不同的測量方法。一般來說有以下幾類方法：

1、按是否直接測量被測參數，可分為直接測量和間接測量。

直接測量：直接測量被測參數來獲得被測尺寸。例如用卡尺、比較儀測量。間接測量：測量與被測尺寸有關的幾何參數，經過計算獲得被測尺寸。

顯然，直接測量比較直觀，間接測量比較繁瑣。一般當被測尺寸或用直接測量達不到精度要求時，就不得不採用間接測量。

2、按量具量儀的讀數值是否直接表示被測尺寸的數值，可分為絕對測量和相對測量。

絕對測量：讀數值直接表示被測尺寸的大小、如用游標卡尺測量。

相對測量：讀數值只表示被測尺寸相對於標准量的偏差。如用比較儀測量軸的直徑，需先用量塊調整好儀器的零位，然後進行測量，測得值是被側軸的直徑相對於量塊尺寸的差值，這就是相對測量。一般說來相對測量的精度比較高些，但測量比較麻煩。

3、按被測表面與量具量儀的測量頭是否接觸，分為接觸測量和非接觸測量。

接觸測量：測量頭與被接觸表面接觸，並有機械作用的測量力存在。如用千分尺測量零件。

非接觸測量：測量頭不與被測零件表面相接觸，非接觸測量可避免測量力對測量結果的影響。如利用投影法、光波干涉法測量等。

4、按一次測量參數的多少，分為單項測量和綜合測量。

單項測量；對被測零件的每個參數分別單獨測量。

綜合測量：測量反映零件有關參數的綜合指標。如用工具顯微鏡測量螺紋時，可分別測量出螺紋實際中徑、牙型半形誤差和螺距累積誤差等。

5、按測量在加工過程中所起的作用，分為主動測量和被動測量。

主動測量：工件在加工過程中進行測量，其結果直接用來控制零件的加工過程，從而及時防治廢品的產生。

被動測量：工件加工後進行的測量。此種測量只能判別加工件是否合格，僅限於發現並剔除廢品。

6、按被測零件在測量過程中所處的狀態，分為靜態測量和動態測量。

靜態測量；測量相對靜止。如千分尺測量直徑。

動態測量；測量時被測表面與測量頭模擬工作狀態中作相對運動。

2. 普通車床的刀架怎麼回位不準啊

刀架回位不準的問題通常是由於刀台體下的定位銷和小托板上的定位孔磨損導致的，這使得刀台的定位變得不準確。為了確保准確的定位，需要更換磨損的定位銷和定位套。

定位銷和定位套是確保刀台准確回位的關鍵部件。定位銷通常固定在刀台體下方，而定位孔則位於小托板上。當定位銷與定位孔之間的磨損程度達到一定程度時，就會影響到刀台的精確回位。因此，一旦發現刀架回位不準的情況，首先應檢查定位銷和定位孔的狀態。

如果定位銷和定位孔磨損嚴重，更換它們是解決問題的有效方法。更換定位銷和定位套不僅可以解決刀架回位不準的問題，還可以提高刀具的安裝精度和加工質量。在更換過程中，確保新部件與原有部件的尺寸和材質相匹配，以保證最佳的使用效果。

值得注意的是，在進行更換操作時，應先將機床停機，以確保安全。在更換定位銷和定位套後，還應對機床進行全面檢查，確保其他部件也處於良好的工作狀態。此外，定期進行維護保養，可以有效延長刀台的使用壽命，減少類似問題的發生。

在日常使用過程中，定期檢查定位銷和定位孔的狀態，及時發現並解決磨損問題，可以有效避免刀架回位不準的現象。通過更換磨損的定位部件，不僅能夠提高加工精度，還能延長刀具和機床的使用壽命，降低維修成本。

總之，刀架回位不準的問題需要通過更換磨損的定位銷和定位套來解決。在更換過程中，注意安全和正確操作，可以有效提升加工質量和設備的使用壽命。

3. 機床的誤差包括哪些方面

1.1 機床的原始製造誤差
是指由組成機床各部件工作表面的幾何形狀、表面質量、相互之間的位置誤差所引起的機床運動誤差，是數控機床幾何誤差產生的主要原因。
1.2 機床的控制系統誤差
包括機床軸系的伺服誤差（輪廓跟隨誤差），數控插補演算法誤差。
1.3 熱變形誤差
由於機床的內部熱源和環境熱擾動導致機床的結構熱變形而產生的誤差。
1.4切削負荷造成工藝系統變形所導致的誤差
包括機床、刀具、工件和夾具變形所導致的誤差。這種誤差又稱為「讓刀」，它造成加工零件的形狀畸變，尤其當加工薄壁工件或使用細長刀具時，這一誤差更為嚴重。
1.5 機床的振動誤差
在切削加工時，數控機床由於工藝的柔性和工序的多變，其運行狀態有更大的可能性落入不穩定區域，從而激起強烈的顫振。導致加工工件的表面質量惡化和幾何形狀誤差。
1.6 檢測系統的測試誤差
包括以下幾個方面：
（1）由於測量感測器的製造誤差及其在機床上的安裝誤差引起的測量感測器反饋系統本身的誤差；
（2）由於機床零件和機構誤差以及在使用中的變形導致測量感測器出現的誤差。
1.7 外界干擾誤差
由於環境和運行工況的變化所引起的隨機誤差。
1.8 其它誤差
如編程和操作錯誤帶來的誤差。
上面的誤差可按照誤差的特點和性質，歸為兩大類：即系統誤差和隨機誤差。
數控機床的系統誤差是機床本身固有的誤差，具有可重復性。數控機床的幾何誤差是其主要組成部分，也具有可重復性。利用該特性，可對其進行「離線測量」，可採用「離線檢測——開環補償」的技術來加以修正和補償，使其減小，達到機床精度強化的目的。
隨機誤差具有隨機性，必須採用「在線檢測——閉環補償」的方法來消除隨機誤差對機床加工精度的影響，該方法對測量儀器、測量環境要求嚴格，難於推廣。
2幾何誤差補償技術
針對誤差的不同類型，實施誤差補償可分為兩大類。隨機誤差補償要求「在線測量」，把誤差檢測裝置直接安裝在機床上，在機床工作的同時，實時地測出相應位置的誤差值，用此誤差值實時的對加工指令進行修正。隨機誤差補償對機床的誤差性質沒有要求，能夠同時對機床的隨機誤差和系統誤差進行補償。但需要一整套完整的高精度測量裝置和其它相關的設備，成本太高，經濟效益不好。文獻[4] 進行了溫度的在線測量和補償，未能達到實際應用。系統誤差補償是用相應的儀器預先對機床進行檢測，即通過「離線測量」得到機床工作空間指令位置的誤差值，把它們作為機床坐標的函數。機床工作時，根據加工點的坐標，調出相應的誤差值以進行修正。要求機床的穩定性要好，保證機床誤差的確定性，以便於修正，經補償後的機床精度取決於機床的重復性和環境條件變化。數控機床在正常情況下，重復精度遠高於其空間綜合誤差，故系統誤差的補償可有效的提高機床的精度，甚至可以提高機床的精度等級。迄今為止，國內外對系統誤差的補償方法有很多，可分為以下幾種方法：
2.1單項誤差合成補償法
這種補償方法是以誤差合成公式為理論依據，首先通過直接測量法測得機床的各項單項原始誤差值，由誤差合成公式計算補償點的誤差分量，從而實現對機床的誤差補償。對三坐標測量機進行位置誤差測量的當屬Leete, 運用三角幾何關系,推導出了機床各坐標軸誤差的表示方法,沒有考慮轉角的影響。較早進行誤差補償的應是Hocken教授，針對型號Moore 5-Z(1)的三坐標測量機，在16小時內，測量了工作空間內大量的點的誤差，在此過程中考慮了溫度的影響，並用最小二乘法對誤差模型參數進行了辨識。由於機床運動的位置信號直接從激光干涉儀獲得，考慮了角度和直線度誤差的影響，獲得比較滿意的結果。1985年G. Zhang成功的對三坐標測量機進行了誤差補償。測量了工作台平面度誤差，除在工作台邊緣數值稍大，其它不超過1μm，驗證了剛體假設的可靠性。使用激光干涉儀和水平儀測量得的21項誤差，通過線性坐標變換進行誤差合成，並實施了誤差補償。X-Y平面上測量試驗表明，補償前,在所有測量點中誤差值大於20μm的點佔20％，在補償後，不超過20％的點的誤差大於2μm，證明精度提高了近10倍。
除了坐標測量機的誤差補償以外，數控機床誤差補償的研究也取得了一定的成果。在1977年Schultschik教授運用矢量圖的方法，分析了機床各部件誤差及其對幾何精度的影響，奠定了機床幾何誤差進一步研究的基礎。Ferreira和其合作者也對該方法進行了研究，得出了機床幾何誤差的通用模型,對單項誤差合成補償法作出了貢獻。J.Ni et al更進一步將該方法運用於在線的誤差補償,獲得了比較理想的結果。Chen et al建立了32項誤差模型，其中多餘的11項是有關溫度和機床原點誤差參數，對卧式加工中心的補償試驗表明，精度提高10倍。Eung-Suk Lea et al幾乎使用了同G. Zhang一樣的測量方法，對三坐標Bridge port銑床21項誤差進行了測量，運用誤差合成法得出了誤差模型，補償後的結果分別用激光干涉儀和Renishaw的DBB系統進行了檢驗，證明機床精度得以提升。
2.2誤差直接補償法
這種方法要求精確地測出機床空間矢量誤差，補償精度要求越高，測量精度和測量的點數就要求越多，但要詳盡地知道測量空間任意點的誤差是不可能的，利用插值的方法求得補償點的誤差分量，進行誤差修正，該種方法要求建立和補償時一致的絕對測量坐標系。
1981年,Dufour和Groppetti在不同的載荷和溫度條件下，對機床工作空間點的誤差進行了測量,構成誤差矢量矩陣,獲得機床誤差信息。將該誤差矩陣存入計算機進行誤差補償。類似的研究主要有A.C.Okafor et al，通過測量機床工作空間內，標准參考件上多個點的相對誤差，以第一個為基準點，然後換算成絕對坐標誤差，通過插值的方法進行誤差補償，結果表明精度提高了2～4倍。Hooman則運用三維線性（LVTDS）測量裝置,得到機床空間27個點的誤差（解析度0.25μm，重復精度1μm），進行了類似的工作。進一步考慮到溫度的影響，每間隔1.2小時測量一次，共測量8次，對誤差補償結果進行了有關溫度系數的修。這種方法的不足之處是測量工作量大，存儲數據多。目前，還沒有完全合適的儀器，也限制了該方法的進一步運用和發展。
2.3相對誤差分解、合成補償法
大多數誤差測量方法只是得到了相對的綜合誤差，據此可以從中分解得到機床的單項誤差。進一步利用誤差合成的辦法，對機床誤差補償是可行的。目前，國內外對這方面的研究也取得一定進展。
2000年美國Michigan大學Jun Ni教授指導的博士生Chen Guiquan做了這樣的嘗試，運用球桿儀(TBB)對三軸數控機床不同溫度下的幾何誤差進行了測量，建立了快速的溫度預報和誤差補償模型，進行了誤差補償。Christopher運用激光球桿儀（LBB），在30分鍾內獲得了機床的誤差信息，建立了誤差模型, 在9個月的時間間隔內,對誤差補償結果進行了5次評價,結果表明，通過軟體誤差補償的方法可