借助工业机器人和激光跟踪仪等设备,搭建机器人变负载的标定实验平台,分析变负载对机器人末端位置点X、Y和Z三个方向相对位置误差的影响,通过参数辨识分析D-H参数与负载之间的映射关系,拟合二者的误差模型,开发了变负载的机器人参数误差修正界面,预测出任意负载运行时的实际D-H参数,通过与参数辨识获取的D-H模型进行对比验证,发现具有较好的一致性,为后续机器人负载误差实时补偿和实际应用奠定基础。

为了提高数控机床的加工精度，提出了数控机床丝杠的热误差建模和补偿方法。通过分析丝杠的热变形云图得出温度传感器的布置位置。根据温升与误差的关系进行线性拟合建立热误差的数学模型。利用HNC-848数控系统的补偿模块进行参数设置从而实现在线实时补偿。经过激光干涉仪测量验证该补偿方法能够有效地提高机床的加工精度。

为了提高五轴数控机床加工精度,减小旋转轴转角定位误差,提出了基于三次样条插值的转角定位误差数学模型,研发了基于数控系统外部坐标原点偏移功能和以太网通讯的误差实时补偿系统。对测量所得的转角定位误差进行三次样条插值建模,得到误差数学模型,应用该误差模型和自主研发的误差实时补偿系统,对VMC0656型双转台五轴数控机床实施转角定位误差补偿。补偿结果表明所提出的模型具有拟合精度高、计算简便直观、补偿效果好等优点,可以有效地提高五轴数控机床旋转轴转角定位精度。

为解决金属手机外壳加工行业内的机床主轴轴向热误差问题,提出了一种基于时间序列算法的主轴轴向热误差建模方法,对一台钻攻中心建立了主轴轴向热误差实时补偿模型。实践结果表明：通过该模型实时补偿,机床的主轴轴向热误差由原来62μm补偿到7μm,加工工件尺寸控制在10μm左右。

针对主轴热伸长实时补偿脉冲调制困难、补偿信号的插入时机难以准确判断、反馈信号与补偿信号易干涉问题,研究了RT-Linux实时运行环境下的脉冲叠加热伸长补偿控制方法,基于最小二乘支持向量机数学模型预测主轴热伸长,进而将预估值转换为等效的热伸长补偿脉冲,在数控机床的位置反馈环中,通过轮询方式获得插入时机,及时将补偿信号叠加到反馈脉冲序列中,CNC控制器透明地接收修正后的反馈脉冲并且实施位置补偿,从而满足了补偿控制系统灵活性、开放性与实时性的要求。