隨著我國經濟的飛速發展（zhǎn），數控（kòng）機床作為新一代工作母機，在機械製造中已得到廣泛的（de）應用，精密加工技術的迅速（sù）發展和零件加工精度的不斷提高，對數控機床的精度也提出（chū）了更高的要求。盡管（guǎn）用戶在選購數控機床時，都十分看重機床的位置精度，特別是各軸的定位精度和重複定位精（jīng）度。但是這些（xiē）使用（yòng）中的數（shù）控機床精度到底如何呢？ 大量統計資（zī）料表明：65.7%以上的新機床，安裝時都不（bú）符合其技術指標；90%使用中的數控機床處於失準工作狀態。因此，對機床工作狀態進行監控（kòng）和對機床精度進行經常的測試是（shì）非常必要的，以便及時發（fā）現和解決問題，提高零件加工精度。

　　目前（qián）數控機床位置精度的檢驗通常采（cǎi）用國（guó）際標準 ISO230-2或國家標準GB10931-89等。同一（yī）台機床，由於采用的標（biāo）準（zhǔn）不同（tóng），所得到的位置精度也不（bú）相同，因此在選擇（zé）數控機床的精度指標時，也要注意它所采用的標準。數控機床的位置標準通常指各數控軸的反向（xiàng）偏差和定位精度。對於這二（èr）者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑。

　　反向偏差（chà）

　　在數控機床上，由（yóu）於各坐標軸進給傳動鏈上驅動部件（如伺服電動機（jī）、伺服液壓馬達和步進電動機等）的反向死區（qū）、各機械運（yùn）動傳動副的反向間隙等誤差的存在（zài），造成各坐標軸在由正（zhèng）向運動轉為反向運動時形成反向偏差，通常也稱反向間隙（xì）或失（shī）動量。對於采用（yòng）半閉環伺（sì）服係統的數控機床，反向偏差的存在就會（huì）影響到機床的定位精度和重複定（dìng）位精（jīng）度，從而影響（xiǎng）產品的（de）加工精度。如在G01切削運（yùn）動時，反向偏差會影響插（chā）補運動的（de）精度，若（ruò）偏差過大就會造成“圓不夠圓，方不夠方”的情形；而在G00快速定位運動（dòng）中，反向偏差影響機床的定位精度，使得鑽（zuàn）孔、鏜孔（kǒng）等孔加工時各孔間的位置精度降低。同時，隨著設備投入運行（háng）時（shí）間的增長（zhǎng），反向偏差還會隨因磨損造成運動副間隙的逐漸（jiàn）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。

　　【反向偏（piān）差的（de）測定】

　　反向偏差的測定方法：在所測量坐（zuò）標軸的行（háng）程（chéng）內，預先向正向或反向移動一個距離並以此停止位置為基準，再在同一方向給予一定移動指（zhǐ）令值，使（shǐ）之移動一段距離，然後再往相反方向移動相同的距離，測量（liàng）停止位（wèi）置與基準位置之差。在（zài）靠（kào）近行程的中點及（jí）兩端的三個位（wèi）置分別進行多次測定（一般為七次），求出各個位置（zhì）上的（de）平均值，以所得平均值（zhí）中的最大值（zhí）為反（fǎn）向偏差（chà）測量值。在測量時一（yī）定要先（xiān）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（dòng）軸的（de）反向偏差時，測量工具通常采有千分表或百分表，若條件允（yǔn）許，可使用雙頻激光幹涉儀進行測量。當采用千分表（biǎo）或百分表進行測量（liàng）時，需要注意（yì）的是表座和表杆不要伸出（chū）過高過長，因為測量時由於懸臂較長（zhǎng），表座易（yì）受（shòu）力移動，造成計數不準，補償值也就不真實了。若采用編程法實現測量，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麵，然後運行如下（xià）程序進行測量：

　　N10 G91 G01 X50 F1000；工作台（tái）右移

　　N20 X－50；工作台左移，消除傳動間隙

　　N30 G04 X5；暫（zàn）停以便觀察

　　N40 Z50；Z軸抬高讓開

　　N50 X-50：工作台左移

　　N60 X50：工作台右移複位

　　N70 Z-50：Z軸複位

　　N80 G04 X5：暫停以（yǐ）便觀察（chá）

　　N90 M99；

　　需要注意的（de）是，在工作台不同的運（yùn）行速度下所測出（chū）的結果會有所不同。一般（bān）情況下，低速的測（cè）出值要比高速的大，特別是在機床軸負荷和運動阻（zǔ）力（lì）較大時。低速運動時工作台運動速度較低，不易發生過衝超程（相對“反向間隙”），因此測出值（zhí）較大；在高速時，由於（yú）工作（zuò）台速度較高，容易發生（shēng）過衝超程，測得值偏小。

　　回（huí）轉運動軸（zhóu）反向偏差量的測量方法（fǎ）與直線軸相同，隻是用於檢測的儀（yí）器不同而已。

　　【反向偏差的（de）補償】

　　國產數（shù）控機床，定位精度有不少>0.02mm，但沒（méi）有補（bǔ）償功能。對這類機床（chuáng），在某些場合下（xià），可用編程法實現單向定（dìng）位，清除（chú）反向（xiàng）間隙，在機械（xiè）部分不（bú）變的（de）情況下，隻要低（dī）速單向定位到（dào）達（dá）插補起始點，然後再開始插補加工。插補進給中遇反向時，給反向（xiàng）間隙值再正式插補，即（jí）可提高（gāo）插補加工的精度，基本（běn）上可以保（bǎo）證零件的公差要求。

　　對於其他類別的數（shù）控機（jī）床，通（tōng）常數控裝置內存中設有若幹個地址，專（zhuān）供存儲各軸的反（fǎn）向間隙值。當機床的某個（gè）軸被指令改變運動方向時，數控裝置（zhì）會自動讀取該軸的反向間隙值，對坐標（biāo）位移（yí）指令值（zhí）進行（háng）補償（cháng）、修正，使機床準確地定位在指令位置上，消除或減小（xiǎo）反向偏差對機（jī）床精度的不利影響。

　　一般數控係統隻有單一（yī）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（wài），隻（zhī）能將在快速運（yùn）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。

　　對於FANUC0i、FANUC18i等數控係統，有用於快速運動（G00）和低速切削進（jìn）給運動（G01）的兩種反向間隙補償可供選用。根據進給方式的不同，數控係統自動選擇使用不同的補償值，完成較高精度的加工（gōng）。

　　將G01 切削進給運動測得的（de）反向間隙值A 輸入參數NO11851（G01的測試速度可根（gēn）據常用的切削進（jìn）給（gěi）速度及機床特性來決定），將G00測得的反向間隙值B 輸入參數NO11852。需要注意的是，若要數控係統執行分別指（zhǐ）定的反向間（jiān）隙補償，應將參數號碼（mǎ）1800的第四位（RBK）設定為（wéi）1；若RBK設定為0，則不執行分別（bié）指定的反向間隙補償。G02、G03、JOG與G01使用相同的補償值。

　　二、定位精度

　　數控機床的定位精度（dù）是指所測量的機床運動部（bù）件在數控係統控製下運動所能達到的位置精度，是數控機床有別於普通機床的一項重要精度（dù），它與機床（chuáng）的（de）幾何精度共同對機（jī）床切削精度產生重要的影響（xiǎng），尤其對孔隙加工中的（de）孔距誤差具有決定性的（de）影響。一（yī）台數控機床可以從它所能達到的定位精度判出它的加工精度，所以對數控（kòng）機床的定位精度進行檢測和補償是保證加（jiā）工質量的必要途徑。

　　【定位精度的測定】

　　目前多采用雙頻激光幹涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光幹涉測量原理，以激光實（shí）時波長為測量基準（zhǔn），所以提高了測試精度及增強了適用（yòng）範圍。檢測方法如下：

　　安裝雙（shuāng）頻激光幹涉儀；

　　在需要測量的機床坐標軸方向上安裝光學測量（liàng）裝置；

　　調（diào）整激光頭，使測量軸線與機床移動軸（zhóu）線共線或（huò）平行，即將光路預調準直（zhí）；

　　待激光預熱後（hòu）輸入測量參數；

　　按規（guī）定的測量程序運動機床進行測量；

　　數據處理及結（jié）果輸出。

　　【定位精度的補償】

　　若測得（dé）數控機床的定位誤差超出（chū）誤差允許範圍（wéi），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係統，從而消除定位（wèi）誤差，由於數控（kòng）機床三軸或四軸補償點（diǎn）可能有幾百上千點（diǎn），所以手動補償需要花費較多時間，並且容易出錯。

　　現在（zài）通過RS232接口將計算（suàn）機與機（jī）床CNC控製器聯接起來，用VB編寫的自（zì）動校準（zhǔn）軟件控製激光幹涉儀與數（shù）控機床同步工作，實現對數（shù）控機床（chuáng）定位精度的自動檢測及自（zì）動螺距誤差補（bǔ）償（cháng），其（qí）補償方法如下：

　　備份CNC控製係統中（zhōng）的已有補償參數；

　　由（yóu）計算機產生進行逐（zhú）點定位精度測量的機床CNC程序，並傳送給CNC係（xì）統；

　　自動測量各點的定位（wèi）誤差（chà）；

　　根據指定的補償點（diǎn）產（chǎn）生一組新的補償參數，並傳（chuán）送給CNC係統，螺距自動補償完（wán）成；

　　重複進行精（jīng）度驗證。

　　根據（jù）數控機床各軸的精度狀況，利用螺距誤差自（zì）動補償功能和反向間隙補償功能，合理地選擇（zé）分配各軸補償點，使數控機床達到最（zuì）佳精度狀態，並大大提高了檢測機床定位精度的效率。

　　定位精度是數控機床的一（yī）個重要指標。盡管在用戶購選時可以盡量挑選精度高誤差小的機床，但是隨著設備投入使用（yòng）時間越長，設備磨損越厲害，造成機床的定位誤差越來越大，這對加工和生產的零件有著致命的影響。采用以上方法對機床各坐標軸的反向偏差、定位精度進行準確（què）測量（liàng）和補償，可以很好地減小或消除反向偏差對機床精度的不利（lì）影響，提高機床（chuáng）的定位精（jīng）度，使機床處於最佳精度狀態，從（cóng）而（ér）保證零件的加（jiā）工質量。