数控铣床几何误差检测及补偿技术的探讨

    摘要：本文以几何误差检测及补偿技术为研究对象，从数控铣床几何误差检测分析、数控
铣床螺距误差以及反向间隙的标定与补偿技术分析以及数控铣床丝杠螺距误差补偿基本原
理及其实现方式分析这三个方面入手，围绕数控铣床几何误差检测及其补偿技术这一中心
问题展开了较为详细的分析与阐述，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定
的参考与帮助。

 

　　关键词：数控铣床几何误差检测补偿技术方式分析

 

　　

 

　　一、数控铣床几何误差检测分析

 

　　可以说，数控铣床几何误差的检测始终是针对数控铣床几何误差补偿技术进行研究与
应用的基础所在。在当前技术条件支持下，有关数控铣床几何误差的测定方法基本可以分为
以下两种类型：首先，是单项误差直接测量法。这一类型的几何误差检测方法借助于对合适
的测量仪器设备的选取，针对数控铣床正常运行状态下的多项误差进行逐项测量作业。例如
借助于双频激光干涉仪装置可以直线针对三坐标运动数控铣床

18 项及以内误差的直接测量

作业。与此同时，剩余转角误差同样可借助于电子水平仪装置进行有效检测；其次，是综合
误差测量参数辨识法。其主要针对数控铣床运动轨迹空间范围内特定点空间位置误差进行测
量，并借助于数学辨识模型的方式实现对误差参数的有效分离，在此过程当中获取与数控
铣床运行相关的单项误差数据。

 

　　

 

　　二、数控铣床螺距误差以及反向间隙的标定与补偿技术分析

 

　　我们知道，借助于检测测量装置实现对数控铣床运行误差测量作业的最根本性目的在
于通过对数控铣床运行状态下作业精度的判定实现对数控铣床运行作业的有效评价。无可厚
非的一点在于：在数控铣床几何误差的检测过程当中，相关工作人员误差将所有点位置的
误差进行详细标准，而借助于一种能够较为合理的模型实现对误差分布位置实际误差的计
算就显得至关重要。在误差模型已选定的情况下，相关工作人员应当转入该误差模型的标定
作业当中。笔者现针对几类误差补偿模型的实际应用情况做详细分析与说明，在此基础之上
旨在探明有关数控铣床集合误差检测最优化的评价标准。

 

　　

 （一）数控铣床单轴螺距误差补偿模型及其标定分析：在针对数控铣床误差问题进行

测定的过程当中，要想将整个数控铣床在运动轨迹空间范围内所对应各个位置点相应的误
差进行精确且完整的测量并不现实。在一般情况下，有关数控铣床误差测量仅仅选取一部分
离散点位置的误差。在这一过程当中，基于这部分离散点误差所标定误差补偿模型。具体来
说，在数控铣床误差补偿的过程当中，有关各个位置点的误差数据均是借助于该误差补偿
模型一定方式下的计算所获取的。为确保数控铣床误差补偿精度较高，就有必要针对与之相
对应的误差补偿模型进行合理选取。在当前技术条件支持下，有关数控铣床螺距误差的精度
检测往往借助于拉格朗日抛物插值模型所获取。在拉格朗日抛物插值模型多项式中

n 取值为

系数

2 的情况下，与之相对应的三点二次插值公式即可以简化为 L2=[（x－x1）（x－x2）/

（

x0－x1）（x0－x2）]×yo+[（x－x0）（x－x2）/（x1－x0）（x1－x2）]×y1＋[（x－

x0）（x－x1）/（x2－x0）（x2－x1）]×y2。通过观察该三点二次插值公式不难发现，在拉
格朗日抛物插值模型多项式中

n 取值为系数 2 的情况下，此种状态下的三点二次插值公式

形成抛物插值数学模型。与之相对应的

L2（x）变现为平面二次曲线。 

　　

 （二）数控铣床误差补偿的软件实现方式分析：在当前技术条件支持下，有关数控铣

床误差补偿作业的软件实现方式多依赖于

CNC 修正法予以实现。诸如 SIEMENS 以及

FANUC 等公司所提供的数控铣床运行系统内部同样具有上文所述的单轴误差补偿功能。这