0、 引言

　　隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，精密加工已逐漸成為現(xiàn)代制造業(yè)的主要趨勢，誤差補(bǔ)償技術(shù)也因此獲得了迅速發(fā)展。誤差補(bǔ)償有硬件補(bǔ)償和軟件補(bǔ)償2種補(bǔ)償策略。硬件補(bǔ)償專用性比較強(qiáng)，在國內(nèi)外都沒有得到較好的發(fā)展;而軟件補(bǔ)償則通用性較強(qiáng)，國內(nèi)外有很多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究。Y．Y． Hsu 和 S．S． Wang 等人提出了一種新的五軸機(jī)床誤差補(bǔ)償解耦方法，分別計(jì)算出機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)軸和移動(dòng)軸的誤差，并應(yīng)用于機(jī)床后置處理中，獲得了優(yōu)化的NC程序; Ibaraki 等提出多軸機(jī)床幾何誤差測量新方法，并完成誤差補(bǔ)償; Feng Huo 等人在系統(tǒng)的研究了影響輪廓銑削加工精度影響因素的基礎(chǔ)上，分析了各因素的補(bǔ)償方法，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了補(bǔ)償方法的可行性; 在國內(nèi)，何振亞在研究 PMAC 卡的運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償功能中，用 Matlab 實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)床空間誤差的可視化分析及補(bǔ)償。王維等人提出了一種包含幾何誤差與熱誤差的綜合誤差建模方法，采用數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)偏置命令，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線補(bǔ)償，取得了較好的效果; 韓飛飛等人利用機(jī)床幾何誤差分析法，通過激光干涉儀檢測機(jī)床各項(xiàng)誤差，發(fā)現(xiàn)了各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸及某一軸的不同工作區(qū)間誤差規(guī)律，由此提升機(jī)床加工精度。

　　目前國內(nèi)大多數(shù)數(shù)控機(jī)床空間誤差補(bǔ)償方法都很難與數(shù)控系統(tǒng)真正集成，僅是簡單地將誤差映射給加工過程，補(bǔ)償效果不夠理想。因此，有必要將空間誤差補(bǔ)償功能嵌入到數(shù)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)的集成，提高其實(shí)用性、實(shí)時(shí)性和可靠性。

　　文中系統(tǒng)研究了數(shù)控機(jī)床三維空間誤差補(bǔ)償方法，著重研究了不同補(bǔ)償方法的工作原理，提出了基于數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)數(shù)據(jù)的誤差補(bǔ)償方法，有效提高了數(shù)控機(jī)床精度。

　　1、 數(shù)控機(jī)床三維幾何誤差補(bǔ)償方法

　　常見的數(shù)控機(jī)床三維空間誤差補(bǔ)償方法主要有以下幾種。

　　1) NC 代碼修正補(bǔ)償法

　　在數(shù)控機(jī)床誤差的影響下，如果按照理想的 NC 代碼對(duì)零件進(jìn)行加工則存在加工誤差，為了消除數(shù)控機(jī)床誤差對(duì)加工過程的影響，可以對(duì) NC 代碼進(jìn)行修正，用修正后的數(shù)控加工程序?qū)ぜM(jìn)行加工，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床誤差的補(bǔ)償。補(bǔ)償流程圖如圖 1 所示，將 NC 代碼輸入到誤差補(bǔ)償軟件中，然后生成理想刀具路徑，并根據(jù)誤差補(bǔ)償預(yù)測模型對(duì)理想刀具路徑進(jìn)行修正，得到實(shí)際的刀具路徑軌跡，最后生成修正后的 NC 代碼。該方法對(duì)數(shù)控機(jī)床幾何誤差的補(bǔ)償具有良好的效果。

　　2) 接口式 NC 型誤差補(bǔ)償法

　　接口式 NC 型誤差補(bǔ)償方法是將由誤差預(yù)測模型計(jì)算得到的誤差值，疊加到數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)過程?；竟ぷ髟砣缦? 通過特定的誤差補(bǔ)償接口，NC 系統(tǒng)將當(dāng)前機(jī)床的各項(xiàng)參數(shù)( 機(jī)床位置參數(shù)和刀具信息等) 傳遞給誤差預(yù)測模型，經(jīng)過誤差預(yù)測模型計(jì)算出相應(yīng)的誤差值反饋給NC 系統(tǒng)，NC 系統(tǒng)對(duì)誤差值進(jìn)行處理，生成新的數(shù)控程序，實(shí)現(xiàn)誤差的補(bǔ)償。如圖 2 所示。

圖 1 數(shù)控加工指令修正補(bǔ)償示意圖

圖 2 接口式 NC 型誤差補(bǔ)償示意圖 分頁：1234