为减小各几何误差对机床加工精度的影响、提高机床加工精度,以数控精密内圆磨床为研究对象,基于多体系统理论及齐次坐标变换原理,得到磨床的空间运动误差模型,建立几何误差与运动位置之间的映射关系。对加工补偿点的确定方法及数控指令修改方法进行研究,得到精密加工数控指令;通过软件进行阶梯轴试件的加工仿真验证,分别得到补偿前后的数控指令,并选取5个补偿点;补偿前后到理想位置的空间误差分别从0.616、0.607、0.614、0.295、0.376 cm减小到0.354、0.398、0.376、0.188、0.255 cm,分别减小42.5%、34.4%、38.6%、36.3%、32.1%。结果表明通过修改数控指令能够提高机床加工精度。

数控机床加工精度是衡量机床性能的关键指标。影响加工精度的误差源有多种，最显著的是几何误差与热误差，占据机床总误差的60%~70%。误差补偿被认...

机床的加工精度受诸多方面的误差因素的影响,而组成机床的误差主要包括热、力、几何、运动误差等,其中机床部件的几何误差对球笼沟道床的加工精度有着举足轻重的作用。以QMB125数控磨床为研究对象,基于多体系统理论,通过低序体阵列来描述磨床的拓扑结构,对磨床的27项几何误差源进行误差取样检测,建立起机床的运动学模型,进而计算出各个误差源的敏感度系数来找出影响程度较高的几何误差项,为合理经济的提高机床精度提供有效依据。

机床的几何误差对工件的加工质量影响很大,在使用过程中必须加以分析和校正。针对小型机床几何误差测量难、测量工序复杂且效率低的问题,开发了由PSD组成的六自由度几何误差测量系统,提出一种通过扩展可测量距离和降低安装误差来测量6个自由度几何误差的方法,推导了测量系统的误差估计算法,仿真研究了高阶误差项消除对误差估计算法精度的影响和安装误差导致测量系统精度下降的程度,并通过灵敏度分析和实验,证明了该测量系统的准确性,具有一定的参考应用价值。

误差补偿已成为提高数控机床精度的重要途径之一。机床误差补偿效果好坏取决于误差元素模型。所以，误差补偿的首要任务是要精确和有效地辨识各误差元素并建立误差模型。介绍利用激光干涉仪对机床误差检测和识别的方法，建立了基于该方法的几何误差模型。

数值误差补偿是提高三坐标测量机测量精度的经济而有效的手段。利用步距规在测量空间的不同位置与几何误差的数学关系,提出一种基于步距规的三坐标测量机的误差分析方法,得出三坐标测量机的定位误差、角摆误差、垂直度误差和直线度误差,并在三坐标测量机上进行了误差补偿实验,验证了该方法的有效性。该方法对机床导轨的几何误差分析也同样适用。

为研究精密数控机床的加工精度,针对以气浮平台和旋转平台为主要方式的四轴抛光平台进行了几何与热的综合误差建模,利用XL-80激光干涉仪、PT100温度传感器及XSR90彩色无纸记入仪等仪器对X、Z轴的温度、定位误差进行测量、记录。分析精密数控机床移动轴的定位误差与温度之间的规律。运用切比雪夫多项式及最小二乘法分别建立X、Z轴几何误差模型和热误差模型,两模型进行叠加得到机床X、Z轴的综合定位误差模型,依据模型分别计算出X、Z轴定位误差拟合值,与实验测量值进行对比。结果表明:建立的模型具有预测精度高、鲁棒性好的特点。

以某型数控曲轴磨床作为研究对象,对其结构和运动进行分析,推导出曲轴磨削时理想的砂轮轨迹方程。根据多体系统理论建立含有误差参数的模型,并推导出机床-工件和机床-刀具的运动链位置矩阵,得出机床精密加工的约束方程。对磨床的几何误差进行研究,建立几何误差模型。为快速、准确辨识出各项几何误差,提出一种混合SAPSO-GA算法。通过对比球杆仪测量补偿前后的运动轨迹,分析补偿效果。结果表明:所提方法提高了辨识准确性,通过补偿大大提高了曲轴随动磨床的加工精度。

针对二维直线运动平台的定位精度受到绕X、Y、Z三个方向转动产生的角位移误差和沿着这三个方向的线位移误差的影响,采用一种基于三维模型的数字化方法对这些几何误差进行分析。通过参考坐标系和齐次变换矩阵建立二维直线运动平台几何误差运动学模型,并基于误差模型对运动平台的各项几何误差进行分配、计算和合成。基于以上误差分配原则对运动平台使用的导轨提出形位公差要求。通过上述工作,在虚拟样机设计阶段能对所设计结构几何误差进行预测,为后续精密运动的设计提供可靠的参考。

通过对转摆台式五轴数控机床回转中心几何误差的研究，提出了转摆台式五轴数控机床回转中心不重合几何误差的检测与补偿方法。将此方法应用于沈阳机床某转摆台式五轴数控机床，结合HEIDENHAIN ITNC530系统进行误差补偿，取得了良好效果。