隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，數(shù)控機床作為新一代工作母機,，在機械制造中已得到廣泛的應(yīng)用,，精密加工技術(shù)的迅速發(fā)展和零件加工精度的不斷提高，對數(shù)控機床的精度也提出了更高的要求,。盡管用戶在選購數(shù)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復(fù)定位精度,。但是這些使用中的數(shù)控機床精度到底如何呢,？ 大量統(tǒng)計資料表明：65.7%以上的新機床，安裝時都不符合其技術(shù)指標(biāo),；90%使用中的數(shù)控機床處于失準工作狀態(tài),。因此，對機床工作狀態(tài)進行監(jiān)控和對機床精度進行經(jīng)常的測試是非常必要的,，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決問題,，提高零件加工精度。
目前數(shù)控機床位置精度的檢驗通常采用國際標(biāo)準 ISO230-2或國家標(biāo)準GB10931-89等,。同一臺機床,，由于采用的標(biāo)準不同，所得到的位置精度也不相同,，因此在選擇數(shù)控機床的精度指標(biāo)時,，也要注意它所采用的標(biāo)準。數(shù)控機床的位置標(biāo)準通常指各數(shù)控軸的反向偏差和定位精度,。對于這二者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑,。
一、反向偏差
在數(shù)控機床上，由于各坐標(biāo)軸進給傳動鏈上驅(qū)動部件（如伺服電動機,、伺服液壓馬達和步進電動機等）的反向死區(qū),、各機械運動傳動副的反向間隙等誤差的存在，造成各坐標(biāo)軸在由正向運動轉(zhuǎn)為反向運動時形成反向偏差,，通常也稱反向間隙或失動量,。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復(fù)定位精度,，從而影響產(chǎn)品的加工精度,。如在G01切削運動時，反向偏差會影響插補運動的精度,，若偏差過大就會造成“圓不夠圓,，方不夠方”的情形；而在G00快速定位運動中,，反向偏差影響機床的定位精度,，使得鉆孔、鏜孔等孔加工時各孔間的位置精度降低,。同時,，隨著設(shè)備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造成運動副間隙的逐漸增大而增加,，因此需要定期對機床各坐標(biāo)軸的反向偏差進行測定和補償,。
反向偏差的測定
反向偏差的測定方法：在所測量坐標(biāo)軸的行程內(nèi)，預(yù)先向正向或反向移動一個距離并以此停止位置為基準,，再在同一方向給予一定移動指令值,，使之移動一段距離，然后再往相反方向移動相同的距離,，測量停止位置與基準位置之差,。在靠近行程的中點及兩端的三個位置分別進行多次測定（一般為七次），求出各個位置上的平均值,，以所得平均值中的最大值為反向偏差測量值,。在測量時一定要先移動一段距離，否則不能得到正確的反向偏差值,。
測量直線運動軸的反向偏差時,，測量工具通常采有千分表或百分表，若條件允許,，可使用雙頻激光干涉儀進行測量,。當(dāng)采用千分表或百分表進行測量時，需要注意的是表座和表桿不要伸出過高過長,，因為測量時由于懸臂較長,，表座易受力移動，造成計數(shù)不準，補償值也就不真實了,。若采用編程法實現(xiàn)測量,，則能使測量過程變得更便捷更精確。
例如,，在三坐標(biāo)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面，然后運行如下程序進行測量：
N10 G91 G01 X50 F1000,；工作臺右移
N20 X－50,；工作臺左移，消除傳動間隙
N30 G04 X5,；暫停以便觀察
N40 Z50,；Z軸抬高讓開
N50 X-50：工作臺左移
N60 X50：工作臺右移復(fù)位
N70 Z-50：Z軸復(fù)位
N80 G04 X5：暫停以便觀察
N90 M99；
需要注意的是,，在工作臺不同的運行速度下所測出的結(jié)果會有所不同。一般情況下,，低速的測出值要比高速的大,，特別是在機床軸負荷和運動阻力較大時。低速運動時工作臺運動速度較低,，不易發(fā)生過沖超程（相對“反向間隙”）,，因此測出值較大；在高速時,，由于工作臺速度較高,，容易發(fā)生過沖超程，測得值偏小,。
回轉(zhuǎn)運動軸反向偏差量的測量方法與直線軸相同,，只是用于檢測的儀器不同而已。
反向偏差的補償
國產(chǎn)數(shù)控機床,，定位精度有不少>0.02mm,，但沒有補償功能。對這類機床,，在某些場合下,，可用編程法實現(xiàn)單向定位，清除反向間隙,，在機械部分不變的情況下,，只要低速單向定位到達插補起始點，然后再開始插補加工,。插補進給中遇反向時,，給反向間隙值再正式插補，即可提高插補加工的精度，基本上可以保證零件的公差要求,。
對于其他類別的數(shù)控機床,，通常數(shù)控裝置內(nèi)存中設(shè)有若干個地址,專供存儲各軸的反向間隙值。當(dāng)機床的某個軸被指令改變運動方向時,，數(shù)控裝置會自動讀取該軸的反向間隙值,，對坐標(biāo)位移指令值進行補償、修正,，使機床準確地定位在指令位置上,，消除或減小反向偏差對機床精度的不利影響。
一般數(shù)控系統(tǒng)只有單一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,，只能將在快速運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,。
對于FANUC0i,、FANUC18i等數(shù)控系統(tǒng)，有用于快速運動（G00）和低速切削進給運動（G01）的兩種反向間隙補償可供選用,。根據(jù)進給方式的不同,，數(shù)控系統(tǒng)自動選擇使用不同的補償值，完成較高精度的加工,。
將G01 切削進給運動測得的反向間隙值A(chǔ) 輸入?yún)?shù)NO11851（G01的測試速度可根據(jù)常用的切削進給速度及機床特性來決定）,，將G00測得的反向間隙值B 輸入?yún)?shù)NO11852。需要注意的是,，若要數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行分別指定的反向間隙補償,，應(yīng)將參數(shù)號碼1800的第四位（RBK）設(shè)定為1；若 RBK設(shè)定為0,，則不執(zhí)行分別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(shù)控機床的定位精度是指所測量的機床運動部件在數(shù)控系統(tǒng)控制下運動所能達到的位置精度,，是數(shù)控機床有別于普通機床的一項重要精度,，它與機床的幾何精度共同對機床切削精度產(chǎn)生重要的影響，尤其對孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響,。一臺數(shù)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(shù)控機床的定位精度進行檢測和補償是保證加工質(zhì)量的必要途徑,。
定位精度的測定
目前多采用雙頻激光干涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理,，以激光實時波長為測量基準,，所以提高了測試精度及增強了適用范圍。檢測方法如下：
安裝雙頻激光干涉儀,；
在需要測量的機床坐標(biāo)軸方向上安裝光學(xué)測量裝置,；
調(diào)整激光頭，使測量軸線與機床移動軸線共線或平行,，即將光路預(yù)調(diào)準直,；
待激光預(yù)熱后輸入測量參數(shù)；
按規(guī)定的測量程序運動機床進行測量,；
數(shù)據(jù)處理及結(jié)果輸出,。
定位精度的補償
若測得數(shù)控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，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系統(tǒng)，從而消除定位誤差,，由于數(shù)控機床三軸或四軸補償點可能有幾百上千點,，所以手動補償需要花費較多時間，并且容易出錯,。
現(xiàn)在通過RS232接口將計算機與機床CNC控制器聯(lián)接起來，用VB編寫的自動校準軟件控制激光干涉儀與數(shù)控機床同步工作,，實現(xiàn)對數(shù)控機床定位精度的自動檢測及自動螺距誤差補償,，其補償方法如下：
備份CNC控制系統(tǒng)中的已有補償參數(shù)；
由計算機產(chǎn)生進行逐點定位精度測量的機床CNC程序,，并傳送給CNC系統(tǒng),；
自動測量各點的定位誤差；
根據(jù)指定的補償點產(chǎn)生一組新的補償參數(shù),，并傳送給CNC系統(tǒng),，螺距自動補償完成；
重復(fù)c.進行精度驗證,。
根據(jù)數(shù)控機床各軸的精度狀況,，利用螺距誤差自動補償功能和反向間隙補償功能，合理地選擇分配各軸補償點,，使數(shù)控機床達到最佳精度狀態(tài),，并大大提高了檢測機床定位精度的效率。
定位精度是數(shù)控機床的一個重要指標(biāo),。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(shè)備投入使用時間越長,，設(shè)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(chǎn)的零件有著致命的影響,。采用以上方法對機床各坐標(biāo)軸的反向偏差、定位精度進行準確測量和補償,，可以很好地減小或消除反向偏差對機床精度的不利影響,，提高機床的定位精度，使機床處于最佳精度狀態(tài),，從而保證零件的加工質(zhì)量,。