2.2 误差参数测量和辨识技术 

　　几何误差的检测方法主要有下述两大类：单项误差直接测量法和综合误差测量参数辨
识法。首先，单项几何误差直接测量法，利用用相应的测量仪器，对各项几何误差逐一进行
测量，得到各项误差。如用光栅尺、磁栅尺设备来测量螺距误差等。这些方法效率低、精度差，
难以实现自动测量，不能满足现代高生产率的要求。再者，综合误差测量辨识方法该方法是
对机床工作区域内指定点的定位误差进行测，通过数学模型对其测量点的综合误差进行辨
识，间接得到机床各项误差的离散值。

 

　　

2.3 误差补偿实施技术 

　　最传统的误差补偿方法是借助凸轮、靠模、校正尺等机械式误差补偿机构，实现对精密
机械系统的误差进行修正的方法。虽然这类方法有一定的成效，但存在设计周期长、结构复
杂、笨拙、成本高、柔性差等问题，难以满足现代生产及市场竞争要求。

 

　　

3　数控系统中模块刀具补偿和插补算法 

　　误差补偿是以数控机床的刀具中心路线为输入量的，首先必须精确计算出刀具中心点
的坐标值，同时为了构造融入误差补偿功能的数控系统，也必然要涉及到插补模块。因此，
刀具补偿和插补算法是本论文研究中的两个重要的基础内容，也是数控机床精度再生关键
技术基础。

 

　　

3.1 刀具补偿算法介绍 

　　要进行刀具补偿首先对前后两段的轨迹交接类型进行判断，对于直线和圆弧有四种转
接形式，即直线与直线相接、直线与圆弧相接、圆弧与直线相接和圆弧与圆弧相接。根据两段
程序轨迹的矢量夹角和刀具补偿方向的不同，程序段过渡的刀具半径补偿分为三种转接过
渡方式，即伸长型、缩短型和插入型。

 

　　

3.2 差补算法介绍 

　　由于数控程序中的数据值只能是一段轨迹的起点和终点坐标值，因此，在起点和终点
之间要进行

“数据点密化”工作，即插补过程。插补工作对数控机床而言，一般是由硬件中的

运算器来完成的，而在本仿真软件中，则可利用软件方法来实现，把每次模拟插补计算产
生的指令信号输出到计算机显示器终端，驱动显示器的彩色象素点工作，从而动态、实时地
显示刀具的当前位置，进而动态显示出刀具在整个加工过程中的切削运动轨迹，实现对数
控程序代码的仿真。一般，对于实时和高速没有特别的要求，可以采用的是逐点比较脉冲增
量插补算法。

 

　　

3.3 误差补偿实施技术 

　　最传统的误差补偿方法是借助凸轮、靠模、校正尺等机械式误差补偿机构，实现对精密
机械系统的误差进行修正的方法。虽然这类方法有一定的成效，但存在设计周期长、结构复
杂、笨拙、成本高、柔性差等问题，难以满足现代生产及市场竞争要求。随着计算机、电子和检
测技术的不断发展，以及人们对机床自身运动规律的认识不断深入，

1961 年出现了以机床

运动误差建模及误差补偿专用功能芯片为主体的硬件误差补偿方法，逐步取代了传统的机
械式误差补偿方法，并取得明显效果。

 

　　软件误差补偿的研究，早在

1967 年，D.French 和 S.H.Humphries 就提出在数控程序的

编程阶段解决数控机床的误差补偿问题，并且成功地实现了对机床反向间隙地补偿。以后，
着重应用于坐标测量机检测数据的误差修正。有关重复加工中，检测己加工工件的误差，进
而通过修正刀具路线的方法，提高相同待加工工件的加工精度为内容的软件误差补偿技术
文献日益增多，反映出软件误差补偿技术具有很强的实用性。