数控机床精度评价新方法

赵万华，张 俊，刘 辉，杨晓君

（1.西安交通大学机械工程学院，西安 710049；2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安 710049）

1 前言

高速数控机床的高速、高加速度运动对伺服控制提出了更高的要求，如更高的控制带宽、更大的调速范围、更短的控制周期和测量周期等；而且大幅值、高频宽的驱动力、惯性力、切削力会激励起机械系统显著以及更高频率的振动。这使得由以上因素所引起的误差远超过其他误差（几何误差、热误差）而成为主导误差[1，2]。同时由于工作条件的极端化，高速数控机床中控制-伺服驱动-机械间的多层次相互作用，即机电耦合行为更加突出，成为考察上述误差时必须考虑的重要因素[3]。但目前在数控机床研究中缺乏这方面的准确定义和系统的机理分析与权威的测量评价方法。

此外，在工程应用中，一般利用定位精度和重复定位精度来评价数控机床运动过程的精度，这是一种准静态的测量评价方法，无法表征数控机床在运动中的瞬态过程（启停、加减速、换向等）和稳态过程中的机床精度，尤其是随着对数控机床进给速度和精度要求的提高，这种准静态的测量方法和评价指标的弊病和不足就更加明显。为此本文首先从数控机床的数控、伺服、机械等环节在服役态下所表现出来的性能出发，提出一种对数控机床更有针对性的，以运动精度为指标的机床精度评价新方法，通过数控指令与运动轴实际位移的符合程度即运动精度来评价机床精度，然后给出了具体的评价指标，并提出了评价指标的测量方法。……