機(jī)床的幾何誤差(由機(jī)床本身制造、裝配缺陷造成的誤差)、熱誤差(由機(jī)床溫度變化而引起熱變形造成的誤差)及切削力誤差(由機(jī)床切削力引起力變形造成的誤差)是影響加工精度的關(guān)鍵因素，這3項誤差可占總加工誤差的80%左右。

　　 提高閥門機(jī)床加工精度有兩種基本方法：誤差預(yù)防法和誤差補償法。誤差預(yù)防法是一種“硬技術(shù)”，通過設(shè)計和制造途徑或減少可能的誤差源，靠提高機(jī)床制作精度來滿足加工精度要求。誤差預(yù)防法有很大的局限性，即使能夠?qū)崿F(xiàn)，在經(jīng)濟(jì)上的代價往往是很高的。誤差補償法是使用軟件技術(shù)，人為產(chǎn)生出一種新的誤差去抵消當(dāng)前成為問題的原始誤差，是一種既又經(jīng)濟(jì)的提高機(jī)床加工精度的手段。通過誤差補償可在 機(jī)床上加工出超過機(jī)床本身精度的工件，這是一種“精度進(jìn)化”的概念。近年來，誤差補償技術(shù)以其技術(shù)生命力被各國學(xué)者、專家所認(rèn)識，并使之得以發(fā)展和推廣，已成為現(xiàn)代工程的重要技術(shù)支柱之一。數(shù)控機(jī)床誤差動態(tài)綜合補償已列人科技重大專項“數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”表明我國政 府對數(shù)控機(jī)床誤差動態(tài)綜合補償技術(shù)的高度重視。

　　本文綜合數(shù)控機(jī)床誤差補償技術(shù)現(xiàn)狀，指出其主要不足和難點，并介紹針對這些不足和難點而進(jìn)行的研究課題，其中包括：基于機(jī)床外部坐標(biāo)系原點偏移的實時補償器研制、復(fù)合誤差建模和補償、考慮溫度變化的機(jī)床誤差測量、五軸數(shù) 控機(jī)床誤差解藕實時補償、機(jī)床上關(guān)鍵溫度點的優(yōu)化選擇、切削力誤差實時補償。

　　最早發(fā)現(xiàn)機(jī)床熱變形現(xiàn)象并進(jìn)行研究的之一是瑞士。1933年，瑞士通過對坐標(biāo)鎖床進(jìn)行測量分析后發(fā)現(xiàn)機(jī)床熱變形是影響定位精度的主要因素。由此開始了機(jī)床誤差的檢測、建模和補償技術(shù)研究。從目前來看，在機(jī)床誤差檢測、建模和補償技術(shù)研究和應(yīng)用中比較有影響的有美國密西根大學(xué)、日本東京大學(xué)、日立精機(jī)、德國柏林工業(yè)大學(xué)等。其中，美國密西根大學(xué)在19%年成功地將熱誤差補償技術(shù)實施于美國通用(GM)公司下屬一家離合器制造廠的150多臺車削中心上，使加工精度提高1倍以上，作者作為主要人員參與了這個項目。

　　我國對機(jī)床熱變形及誤差補償技術(shù)的研究始于20世紀(jì)50年代，到70年代末，有關(guān)機(jī)床熱變形及誤差補償技術(shù)研究工作在不少高校和研究單位先后展開。近年來，天津大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、北京機(jī)床研究所、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、技術(shù)大學(xué)、臺灣國立臺灣大學(xué)、臺灣清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等對機(jī)床誤差補償技術(shù)進(jìn)行著研究。

　　縱觀，在有關(guān)人員的不懈努力下，數(shù)控機(jī)床誤差補償技術(shù)有了較快的發(fā)展，但從目前來看，在，數(shù)控機(jī)床誤差實時補償技術(shù)大批量在工業(yè)中應(yīng)用的例子并不多，還沒成熟到商業(yè)化程度。在國內(nèi)，誤差實時補償技術(shù)大部分還停留在實驗室范圍內(nèi)，還未見在生產(chǎn)廠家批量數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用誤差實時補償技術(shù)的報道。

　　這說明誤差補償理論和技術(shù)還有很大余地可。目前，數(shù)控機(jī)床誤差補償技術(shù)的主要不足和難點如下： 

　?。?）誤差補償運動控制的實現(xiàn)。 誤差補償是通過移動(對于四軸以上還需轉(zhuǎn)動)雙面數(shù)控鏜孔機(jī)床的運動副以使刀具和工件在機(jī)床空間誤差的逆方向上產(chǎn)生相對運動而實現(xiàn)。誤差補償運動控制的實現(xiàn)除了要滿足補償精度 外，還要滿足實際應(yīng)用的方便性和市 場經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)性。再則，考慮到機(jī)床 的動態(tài)誤差，還需補償?shù)膶崟r性，所 以，對誤差補償運動控制實現(xiàn)的要求 是性、實時性、經(jīng)濟(jì)性和方便性。從目前來看，補償運動控制的實現(xiàn)可 通過：a.修改代碼補償法，但實 時性差；b.壓電陶瓷制動補償法。但反應(yīng)慢、剛度低；c.開放式數(shù)控系 統(tǒng)補償法，但絕大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)還未 到開放程度；d.數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)調(diào) 整補償法，如螺距補償、齒隙補償、刀 補等，但僅靜態(tài)補償；e.原點偏移補償法，但受限于數(shù)控系統(tǒng)。

　　(2)數(shù)控機(jī)床誤差的綜合建模 和補償問題。目前，絕大多數(shù)的補償 將幾何誤差和熱誤差分開補償，由于機(jī)床誤差的復(fù)雜性，如定位誤差等實 質(zhì)上既是幾何誤差(與機(jī)床坐標(biāo)位 置有關(guān))又是熱誤差(與機(jī)床溫度有 關(guān))，一般將這些誤差作為幾何誤差 進(jìn)行補償，但實際上，這些誤差在不 同的溫度下是變化的，故對這種既是 幾何誤差又是熱誤差的復(fù)合誤差(嚴(yán)格說機(jī)床上的誤差都和溫度有關(guān)) 要進(jìn)行幾何誤差和熱誤差的綜合建 模和補償。

　　(3)機(jī)床誤差檢測和辨識時間 過長問題。由于機(jī)床誤差特別是熱 誤差取決于諸如室溫、機(jī)床工況(主 軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等)、切削參數(shù)、冷 卻液、加工周期等多種因素，而且機(jī) 床熱誤差呈現(xiàn)非線性及交互作用，因此，這種檢測和辨識通常需要很長時 間。另外，由于機(jī)床上的誤差元素眾 多，一般的激光測量儀測量，一次調(diào)整僅測得一項誤差元素，如何地測量，也是個解決的問題。

　　(4)五軸數(shù)控機(jī)床多誤差實時補償問題。目前五軸數(shù)控機(jī) 床補償主要局限于幾何誤差建模及 補償。而且在理論上討論的比較 多，實際的動態(tài)實時補償?shù)膶嵤┖蛻?yīng)用的實例還是不多。而隨著五軸數(shù)控機(jī)床的普遍使用，為獲得 的加工精度或補償效果，五軸機(jī)床的 多誤差動態(tài)實時補償及其應(yīng)用 。