工廠使用精密數(shù)控機床（加工中心、電火花、慢走絲等機床）進(jìn)行高精密加工，你是否有這樣的經(jīng)驗：每天早上開機進(jìn)行加工，首件的加工精度往往不夠好；長假后開機加工的首批零件往往精度很不穩(wěn)定，在高精度加工時失敗概率極高，尤其是位置精度。
沒有精密加工經(jīng)驗的工廠，往往將這種精度不穩(wěn)定的原因歸咎于設(shè)備質(zhì)量問題。而有精密加工經(jīng)驗的工廠，對于環(huán)境溫度與機床的熱平衡會非常重視。他們非常清楚，即使是高精密的機床也只有在穩(wěn)定的溫度環(huán)境與熱平衡狀態(tài)下才能獲得穩(wěn)定的加工精度。在開機后就要投入高精密加工生產(chǎn)的情況，對機床進(jìn)行預(yù)熱是最基本的精密加工常識。
一、為什么要進(jìn)行機床預(yù)熱？
數(shù)控機床的熱特性對加工精度有重要影響，幾乎占到加工精度的半數(shù)以上。
機床的主軸、XYZ運動軸件所使用的導(dǎo)軌、絲杠等部件都會在運動中因負(fù)載和摩擦作用而升溫變形，但熱變形誤差鏈中最終影響加工精度的卻是主軸和XYZ運動軸部件相對工作臺的位移。
機床在長時間停止運行狀態(tài)下和熱平衡狀態(tài)下的加工精度差異較大，究其原因，是因為數(shù)控機床的主軸和各運動軸在運行一段時間后，其溫度相對維持在某一固定水平，且隨著加工時間的變化，數(shù)控機床的熱態(tài)精度趨于平穩(wěn)，這就表明了加工前的主軸和運動部件預(yù)熱是非常有必要的。
然而，機床的“熱身運動”這個準(zhǔn)備環(huán)節(jié)被很多工廠忽視或者不知曉。
二、如何進(jìn)行機床預(yù)熱？
如果機床擱置狀態(tài)達(dá)到多天以上時，建議在高精密加工前進(jìn)行30分鐘以上的預(yù)熱；如果擱置狀態(tài)僅為數(shù)小時，建議在高精密加工前進(jìn)行5-10分鐘的預(yù)熱。
預(yù)熱的過程就是讓機床參與加工軸的反復(fù)移動，最好進(jìn)行多軸聯(lián)動，比如讓XYZ軸從坐標(biāo)系的左下角位置移動到右上角位置，反復(fù)走對角線。
執(zhí)行的時候可以在機床上編寫一個宏程序，讓機床反復(fù)執(zhí)行預(yù)熱的動作。比如在數(shù)控機床長時間停止運行狀態(tài)下或進(jìn)行高精度零部件加工前，依據(jù)數(shù)學(xué)3D橢圓參數(shù)曲線和預(yù)熱的機床空間范圍，以t為自變量，XYZ三個運動軸坐標(biāo)作為參變量，按照一定的增量步距，以指定的XYZ運動軸的最大范圍作為參數(shù)曲線的邊界條件，并使得主軸轉(zhuǎn)速和XYZ運動軸進(jìn)給速度與自變量t關(guān)聯(lián)，讓其在指定范圍內(nèi)連續(xù)變化，生成數(shù)控機床可識別的數(shù)控程序，用以驅(qū)動機床各運動軸產(chǎn)生同步空載運動，并在運動過程中伴隨主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的控制變換。
在機床進(jìn)行充分的預(yù)熱后，充滿活力的機床就可以投入高精密加工生產(chǎn)了，您將獲得穩(wěn)定一致的加工的精度。
