数控机床加工误差补偿技术的研究【附程序】 .pdfVIP

摘要

加工精度是机床最重要的性能指标之一。本课题运用多体系统运动学为核心的误差分

析理论体系，对三轴数控机床精度问题进行了系统、全面的分析，并重点在数控机床误差

测量、误差分析建模、误差辨识以及误差补偿等方面的研究，通过建立误差模型，得出误

差在刀具运动过程中的传递规律，给出了过程，为了提高加工精度，从而对机床进行了软

件误差补偿。本文主要从以下几个方面的内容进行了研究和探讨：

(1)研究了机床的精度分析的基本理论，对多体系统运动学以及基于该理论的机床误

差建模、误差辨识及误差补偿的方法作了科学性的研究。数控机床误差参数的正确辨识是

数控机床补偿的必要前提条件。

(2)详细分析了三坐标9线误差分析方法，以沿X向运动为例，算得六项误差参数，

继而同理可以推算出沿Y向和Z向的十二项误差参数，之后又以为例，具体给出其计算

xy

方法，同理可推算出其余两项垂直度误差。由此得到21项误差，并以X向为例，做实验，将

测得值和计算的两个误差进行比较，发现误差相差比较小。

(3)详细阐述了软件补偿数控指令的修正算法，再根据此建立了软件补偿系统，分别

对软件系统的软硬件流程进行详细阐述，最后通过此项技术的误差补偿，数控机床的各项

误差都有所降低，达到了本课题提高机床加工精度的目的。但是本课题的成果尚未应用到

生产实际中，在今后的研究中，还要进行大量的实验去获取大量的实际数据，为今后该方

法的实际应用奠定基础。

关键词：数控机床；几何误差；多体系统；误差补偿

Abstract

Themachiningaccuracyisoneofthemostimportantperformanceindexesfor

machinetools．Theoreticalanalysisofsystemerrorbasedonthekinematicsofmulti-body

systemasthecore,thethreeaxisCNCmachinetoolaccuracyproblemanalyzedsystem,

comprehensive,andfocusontheNCmachinetoolerrormeasurement,erroranalysis,error

oferrorinthetoolmotionprocessinconclusion,giventheprocess,inordertoimprovethe

machiningprecision,thusthesoftwareerrorcompensationofmachinetools.Thefollowing

issuesaremainlystudiedandaddressedinthisthesis：

ofmulti-bodysystemandmethodofthetheoryofthemachinetoolerrormodeling,error

geometricerrorparametersisanecessaryprerequisiteforcompensationofNCmachine.

(2)Afterestablishingtheprecisionmodelofmachinetools，themeasurementandevaluation

oftheirerrorparametershavebeenstarted．Therearemanykindsoferrorparametersinthe

machinetooltoinfluenceitsmachiningaccuracy．Therecognizedstrategiesoferror

measurementsandevaluationsformachinetoolsareintroduced．Afterthat，thispaperhas

detailedanewmethoddefinedastwelve—linemethodforthesakeofmakingthemostof