唐亞華

摘 要：在數(shù)控加工誤差主動(dòng)補(bǔ)償分析中，采用抽樣檢測(cè)的方法，能夠提升誤差補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確性。在數(shù)控加工中采用主動(dòng)補(bǔ)償法進(jìn)行分析，能夠顯著降低加工活動(dòng)中產(chǎn)生的誤差，從而提升生產(chǎn)效率。本文從數(shù)控加工誤差分析的角度展開(kāi)討論，提出幾點(diǎn)有利于提升機(jī)器加工效率的可行性建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；誤差數(shù)據(jù)；主動(dòng)補(bǔ)償；實(shí)驗(yàn)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0061-01

在誤差控制中，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)當(dāng)前刀具路徑坐標(biāo)偏差的位置進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，并且采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ?dāng)前偏差的矢量。在流水線生產(chǎn)作業(yè)的過(guò)程中，刀具會(huì)受到連續(xù)作業(yè)的影響發(fā)生位置偏移，技術(shù)人員根據(jù)偏移的情況制定偏位角分析表格，從而校正刀具路徑前瞻，在加工誤差主動(dòng)補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中采用捅補(bǔ)結(jié)合的方式，加工出與設(shè)計(jì)一致的工件。

1 數(shù)控加工誤差主動(dòng)補(bǔ)償主要流程設(shè)計(jì)分析

在數(shù)控加工誤差控制中，采用主動(dòng)補(bǔ)償方法能夠顯著提升成品合格率，降低產(chǎn)品的誤差率。在誤差主動(dòng)補(bǔ)償分析與處理活動(dòng)中，采用科學(xué)的補(bǔ)償處理流程，能夠提升工件生產(chǎn)的進(jìn)度。

為了提升數(shù)控加工的效率，選擇合適的加工方式，能夠從源頭上控制加工誤差過(guò)大問(wèn)題的產(chǎn)生。但是，在數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的過(guò)程中，由于刀具發(fā)生不規(guī)則滾動(dòng)現(xiàn)象，加工誤差難以避免。在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)流水線中輸入的控制點(diǎn)變形值，與原定生產(chǎn)計(jì)劃的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比和分析，才能夠選擇正確的補(bǔ)償方法，選擇合適的插值方式避免誤差擴(kuò)大化現(xiàn)象產(chǎn)生。采集輸入控制點(diǎn)變形值的數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)值，并且將其與仿真值進(jìn)行對(duì)比分析，找到能夠滿足控制刀具面型協(xié)調(diào)變形的優(yōu)化值。當(dāng)裝夾具誤差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能開(kāi)啟時(shí)，采用動(dòng)態(tài)記錄與計(jì)算的方法，計(jì)算旋轉(zhuǎn)軸位置的機(jī)床旋轉(zhuǎn)中心偏差矢量。

2 數(shù)控加工誤差主動(dòng)補(bǔ)償方法分析

2.1 誤差主動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒吖に噮?shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)曲線、曲面的情況，進(jìn)行圖形的選擇輸出，并且生成刀具軌跡。在選擇數(shù)控加工誤差控制插值的過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該確定加工的進(jìn)度，并且設(shè)置合理的工藝參數(shù)，輸出NC代碼，將生產(chǎn)線中的刀具規(guī)格進(jìn)行修改。當(dāng)數(shù)控加工誤差主動(dòng)補(bǔ)償?shù)淖?、右齒形的最大法向偏差小于零點(diǎn)一微米時(shí)，我們對(duì)機(jī)床參數(shù)修正量進(jìn)行對(duì)應(yīng)性調(diào)整。其中，數(shù)控機(jī)床安裝中心距離為-0.05mm時(shí)，其修正后參數(shù)a/mm取值為27.978為宜。當(dāng)機(jī)床參數(shù)修正過(guò)程中刀具安裝角度為-0.2°時(shí)，修正后的角度取20.0°為宜。當(dāng)工件轉(zhuǎn)速的機(jī)床參數(shù)修正量為0r/min時(shí)，其修正后參數(shù)為2000.0r/min左右為宜。當(dāng)機(jī)床工件轉(zhuǎn)速參數(shù)修正量取值為-0.05r/min時(shí)，其修正后參數(shù)為1024.390r/min。數(shù)控加工誤差主動(dòng)補(bǔ)償分析的重點(diǎn)要確定變形的關(guān)鍵區(qū)域，位移傳感器對(duì)關(guān)鍵區(qū)域的數(shù)值變化進(jìn)行記錄（如圖1）技術(shù)人員需要根據(jù)名義道具軌跡（理論表面位置）的變化情況，進(jìn)行工件加工后表面變形處理，通過(guò)縮小超差部分的方法，調(diào)整數(shù)控加工刀具的角度位置。

2.2 數(shù)控編程運(yùn)動(dòng)路徑捕捉主動(dòng)補(bǔ)償分析

基于空間統(tǒng)計(jì)分析的確定性進(jìn)行曲面創(chuàng)建的過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該準(zhǔn)確輸入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并且擬合確定性曲面，通過(guò)計(jì)算殘差的方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)加工誤差的回歸分析。在輸出莫蘭指數(shù)和統(tǒng)計(jì)量的過(guò)程中，做好自相關(guān)性檢測(cè)工作，從而輸出確定性的數(shù)控加工曲面。根據(jù)工件隨旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行分析，采用理想運(yùn)動(dòng)路徑和實(shí)際運(yùn)動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)分析方法，對(duì)工件滾刀架的裝夾情況進(jìn)行分析（如圖2）找準(zhǔn)編程運(yùn)動(dòng)路徑和旋轉(zhuǎn)中心偏置的具體數(shù)值。在數(shù)控加工誤差主動(dòng)補(bǔ)償分析過(guò)程中，根據(jù)裝夾誤差平均誤差確定裝夾調(diào)整精度，有效縮減合計(jì)加工時(shí)間。

2.3 主動(dòng)補(bǔ)償在性檢測(cè)誤差與模型分析

建立于零件主動(dòng)補(bǔ)償基礎(chǔ)上的在線檢測(cè)方法，需要操作人員根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行原位在加工操作，并且根據(jù)系統(tǒng)誤差修改NC代碼，得到支持?jǐn)?shù)控加工系統(tǒng)持續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的合理流程。技術(shù)人員應(yīng)該記錄補(bǔ)償后實(shí)際刀具位置和補(bǔ)償前實(shí)際刀具位置，采用正確的分析方法，根據(jù)補(bǔ)償前實(shí)際加工曲面，重新設(shè)定參數(shù)確定走刀方向。

使用計(jì)算機(jī)一體化誤差計(jì)算與控制系統(tǒng)，對(duì)數(shù)控加工的誤差進(jìn)行主動(dòng)控制補(bǔ)償，有利于提升誤差補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確性。其中，使用計(jì)算機(jī)一體化系統(tǒng)分析與補(bǔ)償計(jì)算方法時(shí)，在圖像處理與誤差分析中，可以使用測(cè)點(diǎn)選擇路徑優(yōu)化的方法，進(jìn)行圖像采集模塊設(shè)計(jì)，數(shù)控加工的誤差補(bǔ)償具體數(shù)值計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示，在誤差主動(dòng)補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中，根據(jù)實(shí)時(shí)分析和顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，有利于提升高精密機(jī)床工件加工效率。采用CAD模型分析方法，使用在線檢測(cè)系統(tǒng)生成檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告。根據(jù)加工與檢測(cè)程序輸入的數(shù)值，使用CNC伺服分析方法，得到誤差較小的數(shù)據(jù)輸出。使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析的數(shù)控加工誤差控制方法，有利于提升誤差控制的進(jìn)度。技術(shù)人員根據(jù)檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的大小，擬合確定性曲面，采用在線分析法計(jì)算殘差。在計(jì)算數(shù)控加工誤差的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)主動(dòng)補(bǔ)償?shù)木唧w數(shù)值進(jìn)行回歸FENIX，并且輸出莫蘭指數(shù)和統(tǒng)計(jì)量。在數(shù)控加工系統(tǒng)滿足自相關(guān)性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之后，得到輸出確定性的曲面值。

3 結(jié)語(yǔ)

在數(shù)控加工誤差主動(dòng)補(bǔ)償分析中，采用抽樣檢測(cè)的方法，能夠提升誤差補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確性。使用零件在線檢測(cè)方法，根據(jù)加工工件的測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，確定加工誤差服從空間獨(dú)立分布形態(tài)，使用hx1個(gè)面片創(chuàng)建確定性曲面的位置和大小。在回歸分析中，技術(shù)人員需要不斷增加確定性曲面的面片數(shù)量，并且根據(jù)一定的誤差分解和補(bǔ)償分析流程，對(duì)數(shù)控加工系統(tǒng)的具體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在主動(dòng)補(bǔ)償誤差數(shù)據(jù)的過(guò)程中，確定殘差服從空間的獨(dú)立分布形態(tài)，使用計(jì)算機(jī)誤差過(guò)程分解方法，獲得系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的大概數(shù)值，最終得到比較準(zhǔn)確的數(shù)控加工誤差數(shù)值，并且采取針對(duì)性的主動(dòng)補(bǔ)償方法解決問(wèn)題。

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