专用机床往往根据某种特殊的加工零件而设计,配置专用的工装夹具,加工过程采用固定的加工工艺和固定的NC加工程序,能够较好地满足大批量、高效率、高精度生产的要求.同时由于这些专用机床引入了数控系统,使系统具有较好的功能柔性,修改加工工艺和重新编制NC加工程序较为容易,在硬件上只要更换工装夹具,该机床就能成为另类零件生产的专用机床.因而专用数控机床在汽车、航空、家用电器等工业生产部门获得了广泛的应用.
　　为保证机械加工的效率,必须尽量减少加工过程中的辅助环节,这些环节包括上工件、工件装夹、对刀、下工件等,其中对刀环节需要操作员的干预,降低了加工效率和加工精度.专用数控机床上常常省略对刀环节,以前常采用提高工件传送装置机械精度来保证工件定位精度,但这种方法成本较高,且较难满足实际加工过程的柔性要求.基于以上情况,作者对专用数控机床中的工件定位误差自动补偿技术及其实现方法进行研究,并在同某机床厂联合研制的汽车车桥专用数控机床中引入该技术,较好地满足了用户的实际使用要求.
　　定位误差补偿模块硬件组成专用机床数控系统是在标准CNC系统基础上增加一块测量接口板及测量传感器组成.根据实际机床需要,测量传感器的数量为1~3个,分别感应工件在X轴、Y轴、Z轴方向的定位误差.实际工作时,以标准工件的标准定位校对传感器输出的零位.当被加工工件位置偏离标准位置时,传感器将这一偏离值转变成模拟量以正弦波的形式输出.
　　为了实现测头的数据采集,开发了测头接口板,该接口板将测头的变形量由模拟信号变换为数字信号,提供给计算机读取,作为测量控制的依据.一般来说,作为连接测头和计算机的桥梁,接口板必须满足以下要求:①必须具备信号放大及滤波功能,因为实际的应用现场不可避免地存在电磁干扰现象,接口板上的滤波电路就是把这些干扰清除或最大限度地减小;②必须具备模/数转换功能,以便同计算机进行有效的数据通讯;③必须提供与计算机的接口电路,以便计算机进行采样;④必须具备地址译码和数据锁存功能,这样才能使计算机准确地读数.定位误差补偿模块软件组成定位误差补偿模块软件由两部分组成,即误差值的获取和误差补偿.误差值的获取通过接口电路读取测头偏差值,数据经数字滤波后,即可由数控系统调用.
　　应用实例某型汽车车桥零件及安装加工示意图,零件两端为对称的台阶孔.尺寸L1精度要求较高,而尺寸L2由于工艺限制,精度只能达到±0.5 mm.工件用两个定位座进行定位,其中,左侧定位座为固定座,定位销与工件左侧的定位孔配合以保证工件左侧的定位精度;右侧定位座为滑动座,通过自适应调整使定位销与工件右侧的定位孔配合,并在液压系统的作用下产生向外的张力使工件固定.工件加工时两端同时进行,左侧因为已达到标准定位,为节约加工成本,阶梯形组合刀具在液压滑台的带动下,以标准路径完成所需的加工任务;右侧滑台采用数控系统控制,由于零件加工前滑台(刀具)都处在相应侧的参考位置(标准位置),由于零件L2的误差,使右侧加工启动时刀尖与工件位置存在偏差,按照固定的标准NC程序显然不能完成实际的加工.
　　引用以上的定位误差补偿技术,较好地满足了加工过程的高效率、高精度要求.实际使用情况证明,本文提出的数控机床定位误差补偿方法是正确而有效的.本方法亦可应用于其它非专用数控机床.

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