简述数控机床误差补偿技术及研究现状
《2024年多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究》范文
《多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究》篇一一、引言随着制造业的快速发展，多轴数控机床作为现代制造技术的重要组成部分，其精度和效率直接影响到产品的质量和生产效率。
因此，对多轴数控机床的精度建模与误差补偿方法进行研究，具有重要的理论价值和实践意义。
本文旨在探讨多轴数控机床的精度建模及误差补偿方法，以期为提高机床的加工精度和稳定性提供理论支持。
二、多轴数控机床精度建模多轴数控机床的精度建模主要包括几何精度建模和运动学精度建模两个方面。
几何精度建模主要关注机床各部件的几何形状、尺寸和相对位置等参数对机床整体精度的影响；运动学精度建模则主要关注机床运动过程中各轴的运动轨迹、速度和加速度等参数对加工精度的影响。
在几何精度建模方面，需要综合考虑机床的机械结构、传动系统、导轨系统等因素，建立准确的数学模型，以便分析各因素对机床精度的影响。
运动学精度建模则需要基于机床的运动学原理，建立各轴的运动方程，分析各轴在运动过程中的动态特性，以及其对加工精度的影响。
三、误差来源及分析多轴数控机床的误差来源主要包括机床本身的制造误差、装配误差、热误差、切削力引起的误差等。
这些误差会导致机床的几何精度和运动学精度下降，从而影响加工质量。
因此，需要对这些误差进行深入分析，找出其主要来源和影响因素。
四、误差补偿方法针对多轴数控机床的误差，可以采取多种补偿方法。
其中，误差预测模型法、神经网络法、模糊控制法等是较为常用的方法。
这些方法可以根据不同的误差来源和影响因素，建立相应的预测模型或补偿算法，对机床的误差进行实时补偿。
具体而言，误差预测模型法可以通过建立机床误差与各影响因素之间的数学模型，预测机床的误差值，并进行实时补偿。
神经网络法则可以利用神经网络的学习和记忆能力，对机床的误差进行学习和预测，并实现自动补偿。
模糊控制法则可以利用模糊控制理论，对机床的误差进行模糊化处理，并实现精确补偿。
五、实验研究为了验证所提出的误差补偿方法的有效性和可行性，需要进行实验研究。
数控机床精度误差补偿算法研究
数控机床精度误差补偿算法研究数控机床的发展已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
然而，在实际应用中，数控机床的精度误差一直是制约其性能的一个关键问题。
为了解决这个问题，研究人员提出了精度误差补偿算法。
本文将对数控机床精度误差补偿算法进行深入研究。
首先，我将从数控机床的精度误差来源入手。
数控机床的精度误差主要来自于机械结构、电气系统和控制系统三个方面。
机械结构方面，由于加工材料、组装精度等原因，机械结构的刚度和精度会出现偏差。
电气系统方面，电机和传感器等元件在工作过程中也会产生一定的误差。
控制系统方面，控制算法的不完善和数据传输的延迟也会对机床的精度造成影响。
接着，我将介绍数控机床精度误差补偿算法的基本原理。
数控机床精度误差补偿算法主要通过收集实际加工数据，分析误差来源并进行补偿。
基于误差来源的不同，精度误差补偿算法可以分为几种类型。
比如，对于由机械结构引起的误差，可以采用补偿函数的方式进行补偿。
对于由电气系统和控制系统引起的误差，可以通过调整控制参数和优化控制算法来进行补偿。
然后，我将详细介绍数控机床精度误差补偿算法的具体应用。
数控机床精度误差补偿算法在各种加工领域都有广泛的应用。
比如，在逆向工程中，可以利用精度误差补偿算法对已有的CAD模型进行修正，提高加工精度。
在零件加工中，可以通过实时监测加工过程中的误差，及时进行补偿，从而提高加工质量。
在多轴联动控制中，可以利用精度误差补偿算法对各个轴进行联动，实现更精确的加工。
最后，我将探讨数控机床精度误差补偿算法的发展趋势。
随着科技的发展和制造业的需求，数控机床精度误差补偿算法也在不断发展和完善。
未来，可以预见，数控机床精度误差补偿算法将更加智能化，能够自动识别和补偿各种误差，并且可以实时监测和调整加工过程中的精度误差。
总之，数控机床精度误差补偿算法是提高数控机床加工精度的关键技术之一。
通过深入研究和应用，可以有效地提高数控机床的加工精度，提高产品质量。
关于数控机床误差补偿技术问题
关于数控机床误差补偿技术问题摘要本文通过概述现时国内外数控机床误差补偿技术的现状，对其中一些存在问题进行了分析和探讨，针对相关问题和技术难点，进行了理论性的归纳和总结。
关键词数控机床；误差；补偿技术0引言误差对于数控领域而言，是客观上必然存在的。
任何数控机床设备在操作过程中，由于客观事实存在的各种因素影响，不可能有百分百的精确度。
在科学技术不断进步的今天，人们不断致力于提高数控机床加工生产的精确度。
1数控机床误差补偿技术研究现状国内外对于数控机床误差补偿技术的历史和研究上有较大差距。
其中，国外最早发现机床的热变并且进行相关研究的国家是的瑞士。
该国在1933年就发现机床的热变形是影响数控机床定位精度的重要原因，并由此开始了数控机床误差检测、建模和补偿技术等方面的研究。
现时国内的数控机床误差补偿技术处于高速发展阶段，数控机床误差补偿技术有望尽早从实验室搬到工业中去实践和应用。
2关于数控机床的误差数控机床在生产过程中的误差主要有几何误差、热误差及切削力误差三种，几何误差一般是指加工原理、工件装夹、调整、机床导轨导向、机床传动、刀具、机床的主轴回转等方面，由机床装置的制造、装配缺陷等造成的误差；热误差是指数控机床在生产过程中，由于温度的变化，导致工艺系统中诸如刀具等部件出现变形，使工件和机床部件之间的相对位置和运动关系发生变化（热变形），从而造成的误差；切削力误差是指由于刀具磨损、工艺系统的受力变形、工件残余应力引起的变形等各种改变原动力因素影响下所发生的动力误差。
在总加工误差当中，这三项误差占总误差的80%左右，是影响加工精度的主要因素。
2.1机床的几何误差每一台数控机床都必定存在几何误差数值，产生误差数值的范畴包括了加工原理误差（在生产中最为常见，往往出现在刀具结构简单的机床上，是由于采用成形运动或以刃口轮廓进行工件加工过程中所产生的误差。
）由于夹具的安装、定位、松紧所造成的工件装夹误差、关于加工尺寸的调整误差，还有机床导轨导向误差、机床传动、刀具结构变化、机床的主轴回转误差等等方面，都属于工件生产过程中的几何误差。
机械数控机床位置控制及误差补偿分析
机械数控机床位置控制及误差补偿分析机械数控机床是一种通过计算机控制来实现加工操作的机床，其位置控制和误差补偿是其关键技术之一。
本文将对机械数控机床位置控制及误差补偿进行分析，并探讨其在机械加工领域的重要性。
一、机械数控机床位置控制原理机械数控机床的位置控制是通过控制机床运动轴的位置来实现加工操作的精准性。
其位置控制原理主要包括运动轴控制系统和位置控制算法两部分。
1. 运动轴控制系统机械数控机床通常包括多个运动轴，如X轴、Y轴、Z轴等。
这些轴通过伺服电机驱动，并通过编码器进行位置反馈。
控制系统通过计算机控制信号来控制伺服电机的转动，从而实现机械数控机床的位置控制。
2. 位置控制算法机械数控机床在实际加工过程中，由于各种因素的影响，存在一定的位置控制误差。
这些误差主要包括静态误差和动态误差两部分。
1. 静态误差静态误差是指机械数控机床在静止状态下的位置误差。
这些误差主要来自伺服电机的非线性特性、传动链路的松动等因素。
静态误差对机械加工精度的影响较为显著，需要通过误差补偿等手段进行校正。
机械数控机床的位置控制误差可以通过多种方法进行补偿，以提高加工精度和效率。
开环误差补偿是通过对机械数控机床运动系统的静态误差和动态误差进行建模和修正来实现。
这种方法通过对系统参数和结构等进行优化，以减小误差对加工精度的影响。
2. 闭环误差补偿3. 多轴联动误差补偿随着机械数控机床技术的不断发展，位置控制误差补偿技术也在不断地更新和完善。
1. 智能化机械数控机床位置控制误差补偿技术将更加智能化，通过对加工工件和环境的实时监测，实现对位置控制误差的实时调整和优化。
2. 多模态补偿3. 高精度化机械数控机床位置控制误差补偿技术将更加高精度化，通过对系统动力学特性和控制算法的深入研究，提高机械数控机床的位置控制精度和稳定性。
数控机床误差与补偿
误差补偿法
通过软件或硬件方法，对机床的热变形进行补偿，减小或消 除热误差对加工精度的影响。
04
几何误差补偿
几何误差来源与分类
01
制造误差
由于机床零部件制造精度不足导致 的误差。
热误差
由于机床运行过程中温度变化导致 的误差。
03
02
装配误差
电气误差补偿
通过调整电机的电气参数，如电 流、电压等，来减小或消除由于 电机性能差异和传动系统误差引 起的误差。
传感误差补偿
通过使用高精度的传感器来检测 机床的实际位置和姿态，并将这 些信息反馈给控制系统，以实现 误差的实时补偿。
软件补偿
数学模型补偿
通过建立机床的数学模型，并利用软件算法对模型进行优化，以减小或消除误差。这种方法需要精确的数学模型和高 效的算法支持。
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几何误差补偿方法
硬件补偿
通过改进机床零部件制造和装配精度来降低几何误差。
软件补偿
利用数控系统软件对几何误差进行补偿，如螺距误差 补偿、反向间隙补偿等。
复合补偿
结合硬件和软件补偿方法，通过优化机床结构设计和 改进控制系统实现更精确的几何误差补偿。
05
运动误差补偿
运动误差产生机理
机械传动误差
由于数控机床的机械传动系统（如丝杠、齿轮等）存在制造和装 配误差，导致运动过程中产生误差。
自适应补偿技术
总结词
自适应补偿技术是一种能够自动调整和 优化补偿参数的误差补偿方法。
VS
详细描述
传统的误差补偿方法通常需要人工设定和 调整补偿参数，操作复杂且精度不高。自 适应补偿技术能够根据加工过程中的实时 反馈信息，自动调整和优化补偿参数，实 现动态误差补偿，进一步提高数控机床的 加工精度和稳定性。
浅谈数控加工的误差补偿技术
浅谈数控加工的误差补偿技术摘要：随着机械制造技术的不断发展，对数控加工的精度要求也不断提高，在一般制造精度条件下，可以利用误差补偿技术在不增加生产成本的前提下提高机械加工的精度，促使机床总体精度上升到一个全新水平，实现超精密加工。
本文就针对数控加工的误差补偿技术进行探讨，分析数控加工误差产生的主要原因，并提出几种误差补偿的方法。
关键词：数控加工；误差补偿一、数控加工误差产生的具体原因数控加工过程中工艺系统误差是客观存在而无法避免的，只能采取措施予以补偿。
误差会影响到刀具与工件的位置关系，对工件的加工精度产生直接影响。
当然，多种因素均会导致加工误差的产生，比如工艺系统自身的结构状态、切削过程等，而在数控机床加工工件时产生误差的主要原因来自于两个方面，即加工方法误差与调安误差。
在工件加工过程中要求实际误差不得大于工件加工精度允许值。
其中操作人员进行工件安装或刀具调整时不准确是出现调安误差的主要原因；而导致加工方法误差的主要原因则比较复杂，包括以下几个方面：首先，工艺系统的几何误差，这类误差主要来自于加工方法的原理误差、机床误差、刀具及夹具误差、工艺系统磨损误差等等；其次，工艺系统受力及受热后发生变形而导致的误差；最后测量误差及编程误差。
在上述三种导致出现加工方法误差的因素中，又以工艺系统的几何误差及热变形误差为主要原因。
当然，实际加工过程中其它多种因素均会导致误差的产生，其中不仅有系统误差，还有随机误差，也可能是不同因素综合作用的结果。
二、数控加工中误差补偿技术措施数控机床加工过程中可以通过两种方法提高加工精度，降低加工误差，一种是误差预防法，另外一种则是误差补偿法，单纯采用误差预防法只能在某种程度上提高加工精度，却无法完全消除加工误差，并且采用误差预防法需要投入大量成本，因此本文就将讨论的重点放在误差补偿法的研究。
（一）误差补偿技术的种类所谓误差补偿法就是在数控系统中输入一定形式的测量误差，其主要作用是减弱或完全抵消当前误差，在掌握原始误差的特点及规律后，再通过分析、统计、归纳建立误差数学模型，最终使得人为误差与原始误差的数值相等、方向相反，最大程度上降低加工误差，提高工件的加工精度等级。
(杨建国)数控机床误差补偿技术现状与展望
指示灯接口 键盘接口
外部 操作键盘
LCD 显示器
8255 8255
3 并口
12 串口 1 串口 2 接口 接口
LCD 接口
直流 交流 滤波器 滤波器 电源
插头
扩展 I/O 口
电源模块
电源 开关
图1 实时补偿控制器结构示意图
×p，
（1）
工件加工 程序
CNC 控制器
输入
输出
补偿信号
实时补尝 控制器
输出
位置 输入
工精度的手段。通过误差补偿可在 机床上加工出超过机床本身精度的 工件，这是一种“精度进化”的概念。 近年来，误差补偿技术以其强大的技 术生命力迅速被各国学者、专家所认 识，并使之得以迅速发展和推广，已 成为现代精密工程的重要技术支柱 之一。数控机床误差动态综合补偿 已 列 入 国 家 科 技 重 大 专 项“高 档 数 控机床与基础制造装备”表明我国 政府对数控机床误差动态综合补偿 技术的高度重视。
2012 年第 5 期·航空制造技术 41
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以太网口
USB 口
航空插头 （2×8）
温度传感器电源 及变送模块
航空插头 （1×8）
并口 输出
位移传感器电源 及变送模块
串口输出
状态指示灯
AI 接口
12 AD 芯片 AI 接口 AD 芯片
USB 以太网 接口 接口 LED 指示灯
89C52 单片机
我国对机床热变形及误差补偿 技术的研究始于 20 世纪 50 年代，到 70 年代末，有关机床热变形及误差 补偿技术研究工作在不少高校和研 究单位先后展开。近年来，天津大学、 西安交通大学、华中科技大学、哈尔 滨工业大学、浙江大学、北京机床研 究所、北京理工大学、清华大学、南京 航空航天大学、国防科学技术大学、 台湾国立台湾大学、台湾清华大学、 上海交通大学等对机床误差补偿技 术进行着研究。
数控机床误差检测及其误差补偿技术研究
量 精度 为 ０ ０ ｍ。根 据 国标 Ｇ ／ １４ １２—２ ０ ， ． ｅ ａｔ ｅ ｔ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｚ ｅｉ ｇＵ ｉ ｒｔ，Ｈ ｎｚｏ １０ ７ Ｃ Ｎ） Ｄ ｐ ｒ ｎ ｏ ｈｎｃ ｇｎｅ ｎ ， ｈｊ ｎ ｎｖ ｓｙ ａ ｇｈ ｕ３ ０ ２ ， Ｈ ｍ Ｍｅ ａＥ ｉ ａ ｅｉ
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数控机床热误差补偿技术的发展状况
数控系统
PLC
补偿控制器
种称为箱形组合的简单的新型积木 的热量，上述结构不能消除更高的主
式结构立柱，这种左右两侧大致均衡 轴转速所增加的热量，为此，OKUMA
的构造确保了热量对称分布。由于 公司开发了新的主轴热位移控制功
采用了单纯的箱式组合，所 以即使环境温度发生变化， 机床也是按预定的方向进行
新 视 点 NEW VIEWPOINT
数控机床热误差补偿技术的 发展状况
Development of Thermal Error Compensation Technology for NC Machine Tool
浙江大学流体传动及控制国家重点实验室 傅建中 姚鑫骅 贺 永 沈洪垚
热变形误差补偿是提高精密数控机床加工精度的关 键技术之一，热误差补偿控制设备已成为现代高档数控机 床必备的智能模块。
新 视 点 NEW VIEWPOINT
德国 Aachen 大学在热结构优化设计 和热误差补偿方面也做了大量的研 究工作 [9]。
日本 MAKINO 公司使用中空滚 珠丝杠新结构，以温度补偿系统，使 冷却油通过滚珠丝杠中孔，实现滚珠 丝杠工作过程热变形控制。2003 年 瑞士 Mikron 公司开发出智能热补偿 系统 (ITC) 模块，配置了 ITC 的机床 能 自 动 处 理 温 度 变 化 造 成 的 误 差。 智能热补偿系统的优点是能够提高 加工精度，缩短加工时间。与其他同 类机床相比，可节省 15 ～ 25min 的 机床预热时间，而且进行超精密加工 所 需 要 的 热 稳 定 时 间 也 明 显 缩 短。 近 年 来，日 本 OKUMA 公 司 独 创 了 “热亲和概念”，这是一种新的构思。
国内多家机构也展开了热变形 控制技术研究。上海交通大学在热 误差鲁棒建模技术、热误差补偿模型 在 线 修 正 方 面 取 得 多 项 成 果 。 [10-11] 北京机床研究所研制了智能补偿功 能板，实现机床热误差、运动误差和 承载变形误差的自动补偿并对数控 机床误差的综合动态补偿技术进行 深入的研究 [12]。浙江大学在离散化 固体热系统基础上，提出了热模态分 析理论和热敏感点理论 , [13-15] 为机床 温度测点的选取和热误差建模提供 了依据；近年来又开展了奇异值分 解识别机床热态特性 [16]、机床热误 差主动热校正及参数遗传优化 、 [17] 热误差模糊神经网络建模的研究 ， [18] 开始把人工智能技术应用于机床加 工误差补偿中。同时，提出了相变材 料复合恒温构件的新结构，将相变材 料注入到机床基础件中，根据相变材 料在发生相变时吸收或放出能量而 温度保持不变的特性，可在一定范围 内消除基础件热变形 。 [19] 天津大学 在基于多体理论模型的加工中心热 误差补偿技术 [20]、基于主轴转速的机 床热误差状态方程模型 [21]、数控机 床的位置误差补偿模型建立 [22] 等方 面开展了深入研究。华中科技大学
数控机床误差补偿技术现状与展望
于５ ０年代 ，到 ７ ０年代末 ，有关机床热变形及 误差
补偿技 术研 究工作 在不少 高校 和研究 单位 先后 展
开。近年来 ，天津大学 、西安交通大学 、华中科 技 大学 、哈尔滨工业大学 、浙江 大学 、北京机床研 究 所 、北京理 工 大学 、清 华大 学 、南 京航 空航 天 大
三 、补偿 技术主要不足和难点的解决策
略及其研究课题
１ ．基 于 机 床 外 部坐 标 系原 点偏 移 的 实 时补
偿 器研 制 利 用机 床数 控 系统 具 有 的机 床外 部坐 标 系原 点偏移 功 能 ，根据 机 床温 度 、位 置 坐标 甚 至切 削
力数值信号 的反馈 对数控 机床误 差进行 实时 补偿 。 机床外 部坐标系原点偏移 的方法不需要 对 Ｎ Ｃ指令 作修 改 ，也不 影 响各 个加 工 坐标 的功能 ，对原 有
一
也在变化。这 就说 明 了为何在 一般 激 光测 量仪 测 得机床定位 误差 等后 进行 补偿 ，但 在 实 际的切 削 过程 中这种 补偿 的效 果并 不令 人 十分 满意 ，其 实 补偿 的是机 床冷 态 的定位误 差 ，而 实 际上 在加 工 过程 中 的定位误 差是 随着机 床温 度变化 而有变 化 的，故这种 既是 与机 床运 动坐 标有 关 的几何 误差
数控机床的误差补偿技术研究
数控机床的误差补偿技术研究摘要：随着科学技术的不断发展，高集成、高质量、高精度已经成为了未来机械行业主要的发展方向，在进行数控机床加工的过程中，加工精度正逐渐成为对国际竞争力和制作水平进行提高的主要技术，为了对我国制作生产的竞争力进行提高，需要对数控机床的加工精度进行提升，其中误差补偿技术就是一种对加工精度进行提升的主要方法。
本文根据国内外对误差补偿的研究情况，对误差补偿过程中主要技术存在的相关问题进行探讨。
关键词：数控机床；误差；补偿1.数控机床中的误差补偿关键技术数控机床误差补偿的主要技术数控机床的误差补偿是对加工精度进行提高的主要措施，进行误差补偿时，主要会使用到补偿实施技术、测量技术、建模技术。
1.1补偿实施技术进行误差测量和建模主要是为了进行误差补偿，在实际补偿的过程中，可以分为离线补偿和实时补偿两个方面，其中离线补偿指的是按照具体测量到的误差对数控加工工序进行调整，使数控机床根据新的加工工序进行误差补偿。
1.2测量技术测量技术主要是为了确定机床的原始误差参数，在进行直接误差测量时，主要使用激光干涉仪器、机械干涉仪器等对不同温度、不同位置机床的误差进行测量，虽然对误差进行直接测量，精确度高，但是比较费工，工作效率低，因此，多用来对单项误差进行测量，间接误差主要是用来对误差相关指标进行测量，然后使用误差模型转换成技术误差。
使用此方法进行测量，效率比较高，多用来测量综合误差。
1.3误差建模误差建模主要由误差元素建模和误差综合建模构成，其中，综合误差建模是根据加工过程中刀具和工件之间的相对位移表示运动模型，误差建模是用来对更加有效的模型进行寻找，将机床存在的误差准确的反映出来。
2.误差补偿关键技术的步骤数控机床操作中误差补偿关键技术的执行，必须遵循操作流程，体现补偿技术的优质性，排除不良因素影响。
第一，检测发生误差的关键点，分析引发误差的原因。
明确各个误差间的关系，通过热变形思想，得出控制点，利用控制点补偿数控机床操作中的误差点，迅速补偿给误差模型，便于及时处理机床制造的误差。
数控机床误差补偿关键技术及其应用
数控机床误差补偿关键技术及其应用一、本文概述随着现代制造技术的飞速发展，数控机床作为精密制造的核心设备，其加工精度和效率直接决定了产品质量和生产效益。
然而，在实际应用过程中，数控机床不可避免地会受到各种误差的影响，如几何误差、热误差、力误差等，这些误差的存在严重影响了机床的加工精度和稳定性。
因此，对数控机床误差补偿关键技术的研究与应用，已成为当前制造业领域的研究热点和难点。
本文旨在深入探讨数控机床误差补偿关键技术及其应用。
对数控机床误差的来源和分类进行详细分析，明确误差补偿的重要性和必要性。
重点介绍了几种常用的误差补偿方法，包括基于误差模型的补偿、基于在线测量的补偿以及基于的补偿等，并对各种方法的优缺点进行了比较和评价。
结合具体的应用案例，详细阐述了误差补偿技术在提高数控机床加工精度和效率方面的实际效果，为实际生产和科研工作提供了有益的参考和借鉴。
本文的研究不仅有助于深化对数控机床误差补偿技术的理解，也为推动制造业的转型升级和提高产品质量提供了有力的技术支持。
二、数控机床误差来源与分类数控机床作为现代制造业的核心设备，其加工精度直接决定了产品的质量和性能。
然而，在实际运行过程中，数控机床会受到多种因素的影响，导致误差的产生。
这些误差不仅会影响机床的加工精度，还会缩短机床的使用寿命。
因此，对数控机床的误差来源进行深入分析，并采取有效的补偿措施，对于提高机床的加工精度和稳定性具有重要意义。
几何误差：这是指由于机床结构本身的设计、制造和装配不当所导致的误差。
例如，机床床身、导轨、主轴等部件的几何形状误差、位置误差以及运动误差等。
热误差：数控机床在工作过程中，由于内部热源和外部热环境的影响，会产生温度变化，从而导致机床结构发生热变形，产生误差。
热误差是数控机床误差中的重要组成部分，对加工精度的影响较大。
动态误差：这是指机床在运动过程中，由于惯性力、切削力等动态因素导致的误差。
例如，机床在高速运动时，由于惯性力的作用，会使机床结构发生弹性变形，从而影响加工精度。
数控机床误差检测及补偿技术研究进展
数控机床误差检测及补偿技术研究进展摘要：在高精度的工业中，零部件的成型工艺和外观精度越来越高，普通CNC的通用部件，很难达到航空、船舶、轨道交通等领域的标准。
本文从CNC机床常见的失效根源入手，对其进行了详细的介绍，并对其技术取得的主要进展进行了探讨，并对今后的发展方向进行了展望和分析，提供许多科技科研工作的参考依据。
关键词：数控机床；误差检测；补偿技术引言：随着我国制造业快速发展，航天航空，城市轨道，电子器件；通讯等高端产业，零部件的精确度越来越高，零部件的制造也越来越复杂，这对数控加工设备的发展提出了新的挑战。
CNC作为一种重要的加工设备，其精确度对保证其质量至关重要。
因此，全面掌握数控机工作期间产生的误差，对于保证产品的数目和发现数控设备的加工精度问题具有重要作用。
一、数控机床加工精度的现状与研究结果针对 CNC机床机械装置的误差进行标定，首先要深刻认识和分析，掌握其特性；正确掌握两者之间的联系。
分析误差，可以从源头和类型入手。
CNC机床的误差和误差校正技术发展到了一个整体的技术水准。
在解析层面上，包括误差元素和误差来源的鉴别分离，误差检验（包括电感器布置和提高监视点），误差实体模型（包括误差元素实体模型、误差补偿实体模型）、完成误差补偿功能评价等。
在整个补偿期间，根据误差的分析方法、误差元素实体模型和瞬时工作的温度与位置等效的实时数据，对误差进行实时监测。
误差校正是指通过移动（或转动）来推动制造加工的 CNC刀具和工件在与该位置方向相反的角上具有某种相对性的速度、位置补偿。
二、数控机床故障产生的根源与检验影响 CNC加工效率与精度的主要影响因子有很多，主要包括关键结构参数、关键加工参数以及环境条件。
在 CNC中心，通过高效、适当的匹配，可以提高产品精度，筛选出高弯曲应变、低热塑性的原料；从而保证了数控加工的高精确性。
CNC误差分为运动误差、热变形误差、夹杂物误差和激光切削速率四种类型。
三、台球杆数的测定球杆是一种高精密的平行磁场装置，两侧各有一只精密的圆球，准确地安装在一个精密的圆盘上，与装置的工作中心相连；当两个球体之间的距离改变时，一个连接到机器的主轴或者机器的轴箱上，通过激光传感器可以精确地计算出两个球体之间的距离。
数控机床误差实时补偿技术总结（精选合集）
数控机床误差实时补偿技术总结（精选合集）第一篇：数控机床误差实时补偿技术总结数控机床误差实时补偿技术数控机床实时误差补偿技术的学习总结第1章绪论制造业的高速发展和加工业的快速提高，对数控机床加工精度的要求日益提高。
一般来说，数控机床的不精确性是由以下原因造成：[1] 机床零部件和结构的几何误差； [2] 机床热变形误差； [3] 机床几何误差；[4] 切削力（引起的）误差； [5] 刀具磨损误差；[6] 其它误差源，如机床轴系的伺服误差，数控插补算法误差。
其中热变形误差和几何误差为最主要的误差，分别占了总误差的45％、20％。
提高机床加工精度有两种基本方法：误差防止法和误差补偿法（或称精度补偿法）。
误差防止法依靠提高机床设计、制造和安装精度，即通过提高机床本书的精度来满足机械加工精度的要求。
由于加工精度的提高受制于机床精度，因此该方法存在很大的局限性，并且经济上的代价也很昂贵。
误差补偿法是认为地造出一种新的误差去抵消当前成为问题的原始误差，以达到减小加工误差，提高零件加工精度目的的方法。
误差补偿法需要投入的费用很小，误差补偿技术是提高机床加工精度的经济和有效的手段，其工程意义非常显著。
误差补偿技术（Error Compensation Technique，简称ECT）是由于科学技术的不断发展对机械制造业提出的加工精度要求越来越高、随着精密工程发展水平的日益提高而出现并发展起来的一门新兴技术。
误差补偿技术具有两个主要特性：科学性和工程性。
1．机床误差补偿技术可分为下面七个基本内容：[1] 误差及误差源分析；[2] 误差运动综合数学模型的建立；[3] 误差检测；[4] 温度测点选择和优化布置技术； [5] 误差元素建模技术；[6] 误差补偿控制系统及实施；[7] 误差补偿实施的效果检验。
2．数控机床误差补偿的步骤：[1] 误差源的分析和检测；[2] 误差综合数学模型的建立；[3] 误差元素的辨识和建模；[4] 误差补偿的执行； [5] 误差补偿效果的评价。
精密机械制造中的误差补偿技术研究
精密机械制造中的误差补偿技术研究随着科技的不断发展，精密机械制造越来越受到人们的关注。
在精密机械制造领域，误差补偿技术被广泛应用于提高制造精度和保证产品质量的关键技术之一。
本文将探讨精密机械制造中误差补偿技术的研究现状、方法及其在工业实践中的应用。
一、误差来源及其影响精密机械制造中的误差来源多种多样，常见的包括制造材料、机床刚性、加工工具、测量设备等。
这些误差会对产品的精度造成不同程度的影响，甚至会导致产品无法正常工作。
材料制造误差是精密机械制造中最基本的误差源之一。
例如，原材料的尺寸、形状、物理性质等方面的小差异都会对最终产品的精度产生影响。
另外，机床刚性不足、传动机构的摆动、工具刀具的磨损等也是造成误差的重要因素。
因此，针对不同的误差来源，需要采用不同的补偿方法来保证产品的精度和质量。
二、误差补偿技术研究现状随着工业技术的进步，误差补偿技术在精密机械制造中得到了广泛应用。
目前，误差补偿技术主要包括基于物理模型的数学建模方法、基于传感器的反馈控制方法和基于数据处理的统计分析方法等。
基于物理模型的数学建模方法是通过对机床的结构和工艺过程进行建模，进而通过计算误差值来实现补偿。
这种方法主要适用于误差来源相对稳定、重复性较强的情况。
常见的数学模型包括有限元法、矩阵计算法等。
这些模型可以通过计算得到误差的数值，并通过控制系统进行误差补偿。
基于传感器的反馈控制方法是通过在机床上安装传感器来实时感知加工过程中的误差，并通过控制系统实时调整加工参数，以实现误差补偿。
这种方法可以利用现代传感器的高精度、高灵敏度和高可靠性来准确检测误差，从而实现闭环控制。
基于数据处理的统计分析方法是通过对大量数据的收集和处理，建立统计模型来预测和修正误差。
这种方法适用于复杂的非线性误差，并且能够从历史数据中挖掘规律，优化加工过程。
三、误差补偿技术的应用误差补偿技术在精密机械制造中有着广泛的应用。
首先，精密机床制造领域是误差补偿技术的主要应用场景之一。
数控机床热误差补偿技术的发展状况
数控机床热误差补偿技术的发展状况摘要：在加工过程中，数控机床会因外部因素和内部因素而产生加工误差。
一般来说，它可以归纳为两类，分为热误差和几何误差。
随着科学的发展，数控机床的加工精度不断提高，使得数控机床的热误差对机加工零件的整体加工质量的影响越来越大。
因此，补偿数控机床加工过程中的热误差具有重要意义。
本文主要分析了数控机床热误差的影响因素，并讨论了数控机床热误差的补偿方法。
关键词：数控机床；热误差；误差补偿引言：现代机械制造企业的生产过程中融合了传统机械制造技术以及计算机应用技术的优势，使得其加工精度以及加工效率不断提高。
同时，CNC机床本身的加工误差对加工零件的加工质量的影响越来越大。
一般来说，在数控机床加工过程中会产生多种类型的误差，因为数控机床产生的热量引起的机床热变形称为热误差;数控机床的装配和结构设计引起的误差称为热误差;在CNC机床加工过程中由切削力和夹紧力引起的误差称为力误差。
除此之外，工具磨损和颤动也容易引起误差。
数控机床误差补偿的主要原理是人为制造误差抵消产生的误差。
本文主要讨论数控机床加工过程中加工步骤引起的数控机床的变化，从而讨论影响数控机床热误差产生的因素。
针对这些影响因素，讨论并提出了数控机床热误差补偿模型。
一、数控机床热误差的产生因素在数控机床的工件加工过程中，引起热误差的因素是较多的，也因此，数控机床中的热误差具有非线性、多变量以及强耦合的特点。
数控机床中热误差的主要产生因素有机床热源、机床结构以及机床组成元件等。
（一）机床热源数控机床在工作过程中的热源主要来自于外部和内部两个方面，其均会引起数控机床的热误差，通常来说，内部热源对于机床热误差的影响要高于外部热源。
其中，机床内部热源主要来自于机床工作过程本身，例如机床切削工作中涉及到的电动机、液压装置、切削液、切削热以及道具上产生的热量等，其在机床内部以金属热传导和空气对流的方式进行热量的传导。
外部热源主要是来自于机床外部加热装置、环境温度等，主要以热辐射和热对流方式进行热量传导。
数控机床几何误差补偿-国内外现状
Institute of Numerical Control and Equipment Technology
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测量工具：激光干涉仪
激光干涉仪为机床检定提供了一种高精度标准，有测量范围大(线 性测长40m)、测量速度快(60m/min)、稳定精度高(±0.7μm)、便携性 好等优点.能够测量机床的角度、位置误差、平面误差，借助于动态测 量软件QUICK-VIEW还可以获得线性进给轴的动态性能.另外，还具备自 动线性误差补偿功能. 不足：（1）不同误差需要不同的测量光路（定位误差、直线度误 差、角度误差等）;（2）不能测量进给轴的转角误差（Roll 误差）; （3）垂直度误差测量过于复杂.
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刚体建模方法（Rigid Body Method ）
1982年前苏联专家 V.T.Portman提出刚体建 模理论并应用到机床建模 中，该理论能比较详细地 描绘出机床的传动误差。 刚体建模方法（RBM） 基于小误差和刚体假设， 借助于超精密齐次变换矩 阵（HTM），对机床结构组 成部分的几何特性和运动 关系进行建模.
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多体系统建模方法
(Multi-Body System Method)
国内外现状： 栗时平等提出了一种适用于任意结构多轴数控 机床的通用综合运，动学空间误差模型。该模型包含了位置误差 与运动误差， 反应了机床误差的实际变化规律。 2002年用开环 拓扑结构分析了FXYZ型立式三坐标测量机的空间误差模型， 并 软件实现了自动建模。 2005年郭辰等分析了多体系统有误差运 动的基本规律，建立了一台专用数控机床的回转工作台坐标系中 工件待加工点的空间位置误差向量模型。 评价：多体系统建模法（MBSM） 能避免刚体建模法RBM的一 些缺陷，为数控机床建立一个通用模型，从而实现计算机自动建 模。但该建模方法还不够完善而且缺乏足够的试验验证。
数控系统误差补偿技术研究
数控系统误差补偿技术研究在数控机床上对零件实现高精度加工和检测其关键是提高机床的定位精度，主要采取两种方法:误差预防和误差补偿。
误差预防是在机床的设计制造阶段进行的，即提高工艺系统的设计精度以减少误差源和表现误差，但由于技术和资金的原因，总是存在一定的制造误差：误差补偿技术是在不改变机床结构和制造精度的基础上，通过对机床加工过程的误差源分析、建模，实时地计算出加工点的空间位置误差，将该误差量反馈到机床的控制系统中，改变坐标驱动量来实现误差修正，从而提高机床定位精度。
采用误差补偿技术能使加工出的零件精度高于其加工所用工艺系统能达到的正常精度，具有高效率低成本的优点，由此可见，误差补偿技术是提高机床精度必要的和实际的方法。
笔者采用以486微机和运动控制板为核心，以光栅尺为检测元件，以交流伺服电机为驱动部件，由控制软件作支持的光栅测控系统，对数控试验台的运动误差进行了测量和补偿，并对补偿前后的误差进行了比较。
该测控系统性能可靠，操作方便，通用性强，具有一定的工程实用价值。
1 光栅测控系统的构成及误差分析1.1 光栅测控系统的构成本系统采用主从式控制方式，上位机采用一台486PC机，主要任务包括输入输出、显示、数据接收和处理等，其控制部分包括译码、刀具补偿、速度控制、插补运算、位置控制等程序。
下位机采用GM400运动伺服控制器，主要完成实际运动的位置、速度、加速度控制以及I/O处理等。
检测部分采用ES-6线位移光栅尺及配套的数显仪。
执行部分为交流伺服电机。
GM400运动控制器是一块以IBM-PC/XT/AT及其兼容机作为主机的ISA总线应用插板，它的主要特点是具有32bit的位置、速度和加速度分辨率，允许更为精细的电机伺服控制。
本系统利用GM400中的两轴控制单元控制两套交流伺服电机。
数控工作台通过连接件与光栅尺上的滑块相连，光栅尺的分辨率为5µm，与光栅尺相连的数显仪可显示工作台的精确位置，数显仪与计算机通过串口传递数据。
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控机床也存在其 自 身的缺 陷，其 中最为明显的就是在生产 时会产生较为明显的误 差，特别是在精细零件的生产中，一点点的误 差就会影响零件 的使 用效果，严重 时会使零件无法使 用，使生产的零件报 废，从 而产生 不必要的资源浪费和成 本消耗 。本丈通 过对数控机床几种常见的误差和解决方法进行分析 ，探讨数控机床误差补偿技术 的研究进展 。 【 关键词 】 区域经济发展 人 力资源 关系研究 ｆ中图分类号 】 Ｔ Ｇ６ ５ ９ 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ３ ０ ８ ９（ ２ ０ １ ５ ）３ － ０ １ ７ ２ ． ０ １
【 １ ］ 江科元 ． 人 力资源与 区域经济发展协调性研 究 ｆ Ｊ ］ ． 现代
营销 （ 下 旬刊 ） ，２ ０ １ ４ ，１ ０： ６ ７ — ６ ８
机床生产的刀具磨损 、机床导轨 自 身的误差、工件装夹的误差 等 。这些问题都会直接导致生产过程 中的主要传动力、夹紧力 等 力道发生 改变，进 而产生切 削力误差 。切削力误差是． Ｙ － 件生 产 中出现比较普遍 的误差，对机床生产的零件 的影响不大，补
纠正 ，则会 使 机 床 的 主轴 乃 至 整 个机 床 产 生 变形 。切 削 力误 差 的最好的补偿 方法是通过对切削力进行直接 测量 ，并对误差的
数值 直接在制作数值 中进行纠正。该方法是一种最为经济简单
的误 差 补偿 方 法 。
机床生产的每个生产环节都会产生工序及要 求的改变，这些改 变对机床生产 中的零件的温度带来较 大的变化 ，热胀冷缩理论
简述 数控机 床误差 补偿技 术及研 究现状
全 洪兵
（ 内江职业技术学院 四川 内江 ６ ４ １ ０ ０ ０ ）
【 摘要 Ｊ 数控机床是数字控制机床 的简称 ，是将数 字技术和机床 生产结合在一起的新型数 字生产技术 。操作 者在 生产零件 时
将 所要生产 的零件的各项数据输入进控制 系统，就可以生产 出极为复杂精 密的工业零件 ，是机床５ － 业生产 中高尖端技术 。但数
２ － ２ 热误 差 的补 偿 方 法
一
误 差 进 行补 偿 时 ，也 需要 选择 相 应 的 方 法 。补 偿误 差 的 方 法主
要有 两种，一是对误 差进行预 防，即误差预防法，另一种是对 误 差产生的条件和结果进行预测，在误差可能 出现 的范 围内将
误 差值调整过来 。两种方法都可 以有效的消除和弥补数控机床 生产时产生的误 差，并在机床 上做 出精 细度 更高的精 密仪器。 随着数控机床的广泛使用，生产误差的发现和补偿 的实践也越 来越 多，误差补偿技 术迅速的发展和应用 。
形之 间的联 系进行数学建模和分析 ，将建模后 的相关数据输入 进控制 系统， 按照数据对装置进行误差补偿 ， 从而减 少热误 差。
２ ＿ ３ 切 削 力误 差 补偿 的方 法
切 削 力的误 差 会 直接 作 用 在 刀 具和 加 工 的 工件 上 ，使 两 者
的 几何 形 状 和运 动路 线发 生 改 变 ，严 重 时 或 长 时间 的使 用 不 作
理 原 理会 使 出现 温度 变化 的加 工零件 的形 状 产 生差 别 ，对 机 床 生产 中的刀具和工件也产生一定的影响。这时，机床生产的既 定路线和运动角度就会产生变化 。最后使加工 出的零件与预定 数 据 产 生较 大的 差别 。 １ － ３切 削力误 差 的 产生
综上所述，数控机床在生产中产生误 差是必然现象，无论
一
般 通 过 几种 方 法 进行 热 误 差 的补 偿 ： 首 先是 对机 床 的设
、
数控机床误差的类别和产生原因
１ ． １ 几何 误 差 的 产生
几何误差的产生是机床在生产 中所产生的硬件误差，有 因 机床的原始制造 而产生的误 差，是指机床生产时，由于各部分 的零件质量和位置的不同而产生的误 差 ： 机床控 制体统产生的 误差 ，主要 包括机床的轮 廓跟 随误差、数控插补算法误差等 ； 机床的震动产生的误差 ，在机床设备 进行生产时，机床和使用 的道具都会产生一定的震动，这种震动会使生产出的零件 产生 表 面质 量问题或形状差异。 １ ． ２ 热 误 差 的产 生 热误差在数控机床进行 冷热不均的零件生产时出现，这 时
多么高级的机床设备 ，都会在生产 中产生误差 。因此，在生产 前和生产 中对误差进行补偿 ，是解 决数控机床产生误差 的唯一 办法。 目前的误差补偿方法能够有效的改善机床 生产 中的误 差， 对机床生产并为造成严重 的影响。
参 考 文献 ：
切削力误差产生 于机床 生产 中，产生 切削力误差的条件是
计 和机 床 制 造 的材 料 进行 改进 ，这种 方 法 需要 相 关研 究 经过 较 长的时间才能做 到，无法对现在的生产 中产生的误 差进行有效 的补偿 ； 其次，是对机床 产生热误 差的部位进行热执行 装置 的 安装和使用，使机床在生产时，能够减 少热度 变化 ，从而减 少 热误 差 ； 最后，在进行机床生产时，对机床热度的分布和热 变
偿操作也 比较简易。 二、三种误差的补偿方法
２ ． １几何 误 差 的 补偿 方 法
控 机 床 的误 差研 究 ， 主要 分 为三 种 ，即 几何 误 差 、热 误 差 、切
数控机床是现代 车床生产技术 中的高科技生产技术 ，对数 床生产 时出现的总误差并对其进行误差补偿。而误差直接补偿 法则是要求生产操作人员在生产 中能够时刻注意，并且能够准 削 力误 差 。这 三 种误 差 的产 生原 因各 不相 同 ， 因此 ，在 对 这些 确的测量机床在生产 时所产生 的矢量误差 ，进而对每项误差进 行分别补偿。单项误差合成补偿法无法根据得 出的数值进行计 算，只能通过观察和 坐标关系进行误差补偿数值的确定，是一 种精 准度要求十分 高的误 差补偿方法。