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航空制造技术·2010 年第 21 期
学术论文
RESEARCH
的拆分计算，经激光
干涉仪检测出的数据
可以直接输入数控系
统进行误差补偿。
如 检 测 到 1 组
Y 轴 位 置 偏 差 值 E
Y
=[
X
1
，
X
2
，
X
3
，…，
X
20
]
T
，在数控系统中对应
Y 轴的补偿参数号为
Y=[101，102，103，…，
120]
T
，
那么将
E
Y
以倒
序形式依次输入到系
统的补偿参数中，即
将
E′
Y
=[
X
20
，
X
19
，
X
18
，
…，
X
1
]
T
依次输入到
Y=[101，102，103，…，120]
T
中来完成单次补偿（图 4）。
绝对型的补偿方法不需要进行额外的数据处理，补
偿简单快速，适用于误差线性度较高的情况，而对离散
型误差补偿效果不明显。
（2）增量型。
增量型补偿是指以补偿轴相邻两补偿点间的误差
差值作为补偿依据的误差补偿方法，这种方法需要对检
测出的单点位置偏差值进行较为复杂的数据处理。
现经检测得到 1 组
Y 轴位置偏差值 E
Y
=[
X
1
，
X
2
，
X
3
，
…，
X
n
]
T
，令 Δ
σ= X
n-1
-
X
n
，于是得到 1 组新的数据
E′
Y
=[Δ
σ
1
，Δ
σ
2
，Δ
σ
3
，…，Δ
σ
n-1
]
T
，
这时得到的数据还不能
直接用于系统的误差补偿，需要对 Δ
σ 进行圆整拆分。
例如，-2 可拆分为（-1，-1）
，
0.4 可圆整拆分为（0，
0）
，
此时便得到 1 组维数为 2（
n-1）的数据 E″
Y
=[（
ξ
1
，
ξ
2
）
，
（
ξ
3
，
ξ
4
）
，
…，
（
ξ
2
n-3
，
ξ
2
n-2
）
]
T
（其中
ξ 为 Δσ 的圆整拆分值），
而
E″
Y
便是需要的最终数据，将其以倒序形式依次输入
系统补偿参数表中即可完成单次的补偿（图 5）。
增量型的补偿方法需要对原始检测数据进行一系
列处理，过程比较繁琐，但这种方法普适性强，不仅对线
性误差有很好的补偿效果，同时也适用于误差线性度不
高的情况，是机床误差补偿中较为有效的方法。本课题
中 RIFA 机床的误差补偿便是采用增量型的补偿方法。
（3）实际检测补偿过程。
精度的测量按照 GB/T 17421.2— 2000 数控机床位
置精度的评定方法执行。需要特别注意的是，
环境温度保持在（20
±
0.5）℃，
测量应在机床
预热以后（开机运行大约 0.5h）进行，可以保证
补偿数据的可靠性。
R I F A80 三轴数控加工中心
X、Y、Z 行程
为 800m m、
500m m、
600m m，采 用 三 菱 数 控 系
统。以
Y 轴检测过程为例，当机床没有进行任
何软件补偿之前，在
Y 轴 0~450m m 行程上按照
图3 数控机床误差检测与补偿流程
Fig.3 Position accuracy measuring and error compensation of NC machine tool
对数控系统进行软补偿
换算补偿值
（绝对型与增量型）
误差检测值
误差值 <
允差？
雷尼绍 ML10 激光干涉仪
计算机
否
是
打印检测结果
打印机
RIFA80 数控机床
测得位置偏差
计算机
倒序
输入
RIFA80 机床
X
1
X
2
X
3
…
X
n-1
X
n
图4 绝对型误差补偿方法
Fig.4 Flow of position accuracy measuring of exact error compensation
图5 增量型误差补偿方法
Fig.5 Flow of position accuracy measuring of relative error compensation
测得位置偏差
计算机
倒序
输入
圆整拆分
RIFA80 机床
X
1
X
2
X
3
…
X
n-1
X
n
σ
1
σ
2
σ
3
…
σ
n-1
Δ
σ=X
n-1
-
X
n
ξ
1
,
ξ
2
ξ
3
,
ξ
4
…
ξ
2
n-3,
ξ
2
n-2