我国数控机床几何误差的补偿分析
第３９卷第３期・掌术 Ｖｏ１．３９ Ｍａｒ．３ 湖南农机 ＨＵＮｇＮ ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ２０１ ２年３月 Ｍａｒ．２０１ ２ 我国数控机床几何误差的补偿分析
李鹏瑞 （秦皇岛市首钢长白机械有限责任公司，河北抚宁０６６３１１） 摘要：文章对数控机床几何误差产生的原因作了比较详细的分析，将系统误差的补偿方法进行了归纳，并在此基 础上阐述了各类误差补偿方法的应用场合，为进一步实现机床精度的软升级打下基础。 关键词：数控机床；几何误差；误差补偿 中图分类号：ＴＧ５０２．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—８３２０（２Ｏ１２）０３—０１１７－０１ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｃｈｉｎａ Ｓ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｌ／Ｐｅｎｇ－ｒｕｉ ’ （Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｃｈａｎｇｂａｉ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｌｉｍｉｔｅｄ ｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｍｐａｎｙ，Ｆｕｎｉｎｇ Ｈｅｂｅｉ Ｏ６６ ３１１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｌＴＯｌ￣ｏｆ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ ｍａｄｅ ａ ｍｏｒｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｙｓｔｅｍ ｅｌｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｎｄ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｖ￣ｉＯＬＩＳ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｅ／Ｔｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｌａｙ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｕｐｇｒａｄｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ；ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ，ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
１ 几何误差产生的原因 普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起： （１）机床的原始制造误差。是指由组成机床各部件工作表 面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床 运动误差，是数控机床几何误差产生的主要原因。 （２）机床的控制系统误差。包括机床轴系的伺服误差（轮 廓跟随误差），数控插补算法误差。 （３）热变形误差。由于机床的内部热源和环境热扰动导致 机床的结构热变形而产生的误差。 （４）切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差。包括机 床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。这种误差又称为“让 刀”，它造成加工零件的形状畸变，尤其当加工薄壁工件或使用 细长刀具时，这一误差更为严重。 （５）机床的振动误差。在切削加工时，数控机床由于工艺 的柔性和工序的多变，其运行状态有更大的可能性落入不稳 定区域，从而激起强烈的颤振。导致加工工件的表面质量恶化 和几何形状误差。 上面的误差可按照误差的特点和性质，归为两大类：即系 统误差和随机误差。数控机床的系统误差是机床本身固有的 误差，具有可重复性。数控机床的几何误差是其主要组成部分， 也具有可重复性。利用该特性，可对其进行“离线测量”，可采用 “离线检测——开环补偿”的技术来加以修正和补偿，使其减 小，达到机床精度强化的目的。随机误差具有随机性，必须采用 “在线检测——闭环补偿”的方法来消除随机误差对机床加工 收稿日期：２０１２一Ｏ１—１４ 作者简介：李鹏瑞（１９８５一），男，河南洛阳人。大学本科，助理工 程师，主要研究方向：机械设计制造。 精度的影响，该方法对测量仪器、测量环境要求严格，难于推 广。 ２ 几何误差补偿技术 针对误差的不同类型，实施误差补偿可分为两大类。随机 误差补偿要求“在线测量”，把误差检测装置直接安装在机床 上，在机床工作的同时，实时地测出相应位置的误差值，用此误 差值实时的对加工指令进行修正。随机误差补偿对机床的误 差性质没有要求，能够同时对机床的随机误差和系统误差进 行补偿。但需要一整套完整的高精度测量装置和其它相关的 设备，成本太高，经济效益不好。系统误差补偿是用相应的仪器 预先对机床进行检测，即通过“离线测量”得到机床工作空间 指令位置的误差值，把它们作为机床坐标的函数。机床工作时， 根据加工点的坐标，调出相应的误差值以进行修正。要求机床 的稳定性要好，保证机床误差的确定性，以便于修正，经补偿后 的机床精度取决于机床的重复性和环境条件变化。数控机床 在正常情况下，重复精度远高于其空间综合误差，故系统误差 的补偿可有效的提高机床的精度，甚至可以提高机床的精度 等级。迄今为止，国内外对系统误差的补偿方法有很多，可分为 以下几种方法： （１）单项误差合成补偿法。这种补偿方法是以误差合成公 式为理论依据，首先通过直接测量法测得机床的各项单项原 始误差值，由误差合成公式计算补偿点的误差分量，从而实现 对机床的误差补偿。对三坐标测量机进行位置误差测量的当 属Ｌｅｅｔｅ，运用三角几何关系，推导出了机床各坐标轴误差的 表示方法，没有考虑转角的影响。较早进行误差补偿的应是 Ｈｏｃｋｅｎ教授。针对型号Ｍｏｏｒｅ ５－Ｚ（１）的三坐标测量机，在ｌ６小 时内，测量了工作空间内大量的点的误差，在（下转第１１９页）
第３９卷第３期 曾华娟：关于帕萨特发动机故障传感检测的研究 １１９ 板，使发动机回到怠速状态，紧接着再快速踩下加速踏板，又 使发动机加速到５０００ｒ／ｍｉｎ，再突然松开加速踏板，如此重复 三次。④如果爆震传器有故障，此时驾驶室内的发动机故障指 示灯将闪亮。 （２）电阻检查。在关闭点火开关的情况下，拆下爆震传感 器的导线连接器，用万用表电阻挡测量传感器信号端子与外 壳间的电阻值，正常时应不导通，为无限大；若导通，则说明其 内部有短路故障，应更换之。 （３）输出信号的电压检测。关闭点火开关，拔开爆震传感 器上的导线连接器。启动发动机并怠速运转，用万用表电压挡 检查爆震传感器的接线端子与搭铁的电压，传感器正常时应 有脉冲电压波形输出，否则说明传感器已损坏，应更换。 ３ 曲轴位置传感器 为了确保电子控制燃油喷射发动机能适时喷油点火，要 求控制电脑对汽车发动机内部的曲轴、凸轮轴以及某缸活塞 所处的位置加以确定，完成该项工作的是发动机位置传感器。 这类传感器为电喷控制电脑ＥＣＵ提供了最基本的参考信号， 是电控发动机最为重要的传感元件。 （１）电阻检测。关闭点火开关，拆下曲轴位置传感器的导 线连接器，用欧姆表分别测试Ｇ１、Ｇ２、Ｎｅ与Ｇ一端子间的电 阻值，正常阻值一般应在９５０—１２５０ｎ之间，反之，应更换传 感器。 （２）检查气隙。取下分电器盖，转动分电器轴，测量Ｇ转 子与Ｎｅ转子与感应线圈磁头对正时的气隙，标准值为Ｏ．２— ０．４ｍｍ，如不符合标准值，应调整或更换曲轴位置传感器。 （３）转动分电器轴，不应松旷，否则将影响输出信号的准 确性，若松旷严重，应更换分电器总成。 （４）电压检测。关闭点火开关，拔下传感器导线连接器，去 掉分电器盖，将万用表拨到交流电压挡，用两只表笔分别测试 传感器端子Ｇ１与Ｇ、Ｇ２与Ｇ、Ｎｅ与Ｇ间电压值，转动分电器 轴，测试万用表都应有脉冲电压产生（０～２Ｖ之间）。这时，说 明传感器产生信号正常，否则说明传感器损坏应更换之。 ４ 节气门位置传感器 为了将驾驶员的控制动作或意志能正确地反馈到控制电 脑，以便控制电脑ＥＣＵ能适时对各控制单元实施良好的控 制，以达到人的驾驶愿望与发动机较好地匹配。因此电子控制 燃油喷射发动机中，专门设有驾驶控制传感器，即节气门位置 传感器。该传感器的检测也很重要，若出现问题，将使发动 机电控部分不能正常工作，控制电脑就不能在人与发动机工 况之间起到“桥梁”的作用。 由于开关型节气门位置传感器结构简单，其内部仅相当 于一个简单的电位器，因此它的故障往往是导通与不导通，故 单体检测应从以下入手：①关闭点火开关，拔下节气门位置传 感器上的导线连接器，用万用表欧姆挡测试各端子的通断睛 况；②关闭节气门，此时怠速节气门位置端子“ＩＤＬ”（即“ＩＤＬ” 与“ＶＣ”或“Ｅ”之间）应导通；③打开节气门（全开或接近全开） 时，大负荷节气门位置端子“ＰＳｗ”（即“Ｐｓｗ”与“ＶＣ”或“Ｅ”之 间）应导通；④当节气门处于其它位置时（最好在小于５０％时 测量），两信号端子都应不导通。 若检测结果与上述要求不一致，则应调整或更换节气门 位置传感器。传感检测方法的应用为汽车发动机的故障诊断 提供了新的途径，弥补了传统诊断方法的诸多不足，但各种单 一的智能故障诊断技术都有各自的优缺点，难以满足复杂诊 断问题的全部要求，将多种不同的技术结合起来的混合诊断 系统可以克服单种诊断方法的不足，将各种诊断方法的优势 结合，是故障诊断技术研究的一个热点和发展趋势。 （上接第１１７页）此过程中考虑了温度的影响，并用最小二乘 法对误差模型参数进行了辨识。由于机床运动的位置信号直 接从激光干涉仪获得，考虑了角度和直线度误差的影响，获得 比较满意的结果。１９８５年Ｇ．Ｚｈａｎｇ成功的对三坐标测量机 进行了误差补偿。测量了工作台平面度误差，除在工作台边缘 数值稍大，其它不超过１ ｍ，验证了刚体假设的可靠性。使用 激光干涉仪和水平仪测量得的２ｌ项误差，通过线性坐标变换 进行误差合成，并实施了误差补偿。ｘ—Ｙ平面上测量试验表 明，补偿前，在所有测量点中误差值大于２０ ｍ的点占２０％，在 补偿后，不超过２０％的点的误差大于２ ｍ，证明精度提高了近 １Ｏ倍。除了坐标测量机的误差补偿以外，数控机床误差补偿的 研究也取得了一定的成果。 （２）误差直接补偿法。这种方法要求精确地测出机床空间 矢量误差，补偿精度要求越高，测量精度和测量的点数就要求 越多，但要详尽地知道测量空间任意点的误差是不可能的，利 用插值的方法求得补偿点的误差分量，进行误差修正，该种方 法要求建立和补偿时一致的绝对测量坐标系。 在国内，许多研究机构与高校近几年也进行了机床误差 补偿方面的研究。１９８６北京机床研究所开展了机床热误差的 补偿研究和坐标测量机的补偿研究。１９９７年天津大学的李书 和等进行了机床误差补偿的建模和热误差补偿的研究。１９９８ 年天津大学的刘又午等采用多体系统建立了机床的误差模 型，给出了几何误差的２２线、１４线、９线激光干涉仪测量方法， １９９９年他们还对数控机床的误差补偿进行了全面的研究，取 得了可喜的成果。 ３ 结语 综上所述，进行数控机床的误差补偿，误差测量是关键，误 差模型是基础。通过误差的补偿，可以有效的提高机床的精度， 为提升我国制造业水平作贡献。 参考文献 【１】倪军．数控机床误差补偿研究的回顾与展望叨冲国机械工程， １９９７，８（１）：２９－３２． 【２］Ｒａｍｅｓｈ Ｒ，Ｍａｎｎａｎ Ｍ Ａ，Ｐｏｏ Ａ Ｎ．Ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｉｎ ｍ ｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ—ａ ｒｅｖｉｅｗ ｐａｒｔ Ｉ：ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ．ｃｕｔｔｉｎｇ－ｆｏｒｃｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｆｉｘｔｕｒｅ—ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｅｒｒｏｒｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌｓ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，２０００，（４ＪＤ）：１２３５－１２５６． 【３］Ｊ．Ｎｉ．Ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ ｏｎｌｉｎｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ＣｌＴＯｒｓ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｘｉｓ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ［Ｊ］． ＰｈＤｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ—Ｍａｄｉｓｏｎ。１９８７．
数控加工误差补偿的关键技术与补偿技巧
数控加工误差补偿的关键技木与补偿技巧
口张志梅 口安虎平
１．兰州交通大学后勤管理处兰州７３００７Ｏ
２．兰州城市学院培黎工程技术学院 兰州７３００７０
摘要：以数控加工中误差补偿方法技巧为研究对象，通过分析数控加工原理和编程技术．探讨了刀具半径补偿的主
要依据及处理实际问题的技术难点，给出了有关难点问题的解决办法：对多刀加工编程时刀具几何补偿参数的获取和刀
具偏置参数设置进行了系统阐述，提供了刀具补偿参数表的设定方法；对刀具磨损误差的补偿方法和途径进行讨论．给出
了进一步处理刀具磨损误差的基本措施和补偿技巧。结果可为优化编程、提高加工精度和效率．提供可操作性强的方法。
关键词：数控加工刀位补偿 多刀几何补偿误差补偿
中图分类号：ＴＨ１６１ ．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ｏｏ０—４９９８ｆ２０１３１０８—００６５—０３
金属切削加工是依据有关加工工艺要求在机床上
控制刀具与工件之间相对运动来完成零件成形的过
程．数控加工是将零件加工工艺过程所需刀具与２１２件
之间的相对位移量及各种操作用数字化信息代码程
序表示，在数控系统的控制下发出各种指令，通过伺
服系统驱动执行件来控制刀具加工运动轨迹以获得
所需要的工件轮廓。数控程序是以刀尖圆弧中心或刀
具中心为基准．按零件轮廓形状和尺寸要求编制。数控
机床在加工中所控制的是刀具中心的轨迹。而切削是
靠刀刃来逐渐切出工件的轮廓。因此，为了加工出所
需要的工件轮廓。实际加工时刀具必须要相对于工件
一侧有一个偏移量，方能得到所需要的工件轮廓形
状。根据零件轮廓编制的程序和预先设定的偏移参
数，数控装置能实时生成刀具中心运动轨迹，这种功能
称为刀具半径补偿功能。不同情况下刀具偏移方向和
偏移量的大小应该不同，合理确定补偿量和补偿指令
是保证加工精度的关键技术之一。
虽然实际轮廓较为复杂，但根据零件轮廓相对于
实体的位置不同可分为内轮廓与外轮廓两种，内轮廓
位于实体的内侧，外轮廓位于实体的外侧。根据数控
大型数控龙门铣床几何误差补偿方法研究
第３１卷第２期 ２０１４年２月 机 电 工 程 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ－３ｌ Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０１４
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—４５５１．２０１４．０２．００２
大型数控龙门铣床几何误差补偿方法研究
熊 平
（南车株洲电力机车有限公司工艺部，湖南株洲４１２００１）
摘要：针对大型数控龙门铣床几何误差的问题，建立了大型数控龙门铣床的几何误差模型，分析了大型数控龙门铣床的几何误差 源；利用ＡＰＩ（Ｔ３）激光跟踪仪高精度大尺寸的测量特点及数据处理能力，提出了 、ｙ、ｚ轴线位移误差、角位移误差及各轴间垂直度 误差的辨识算法，通过激光测量与计算准确地辨识了大型数控龙门铣床的几何误差；建立了大型数控龙门铣床加工空间几何误差数 学模型，采用基于对象的事件驱动机制的程序设计语言Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ开发了几何误差补偿软件，实现了几何误差补偿；现场检测了大 型数控龙门铣床空行程平面运动轨迹及工件的平面度。研究结果表明，该方法使平面加工精度提高了５０．７７％，并验证了几何误差 模型的正确性及几何误差补偿方法的有效性。 关键词：数控铣床；误差辨识；激光跟踪器；误差补偿 中图分类号：ＴＨ１６１；ＴＧ５４２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１—４５５１（２０１４）０２—０１３９—０６
Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｏｒ
ｌａｒｇｅ ＣＮＣ ｍｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ
ＸＩＯＮＧ Ｐｉｎｇ
（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＣＳＲ Ｚｈｕｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｚｈｏｕ ４１２００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｌＴｏｒ ｏｆ ＣＮＣ ｍｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｍｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ＇ｓ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｌＴｏｒ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰＩ（Ｔ３）ｌａｓｅｒ ｔｒａｃｋｅｒ，ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ａｘｉｓ Ｓ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｅｒｏｒ，ａｎｇｕｌａｒ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｅｌｌ＇ｏｒ ａｎｄ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ＣＮＣ ｍｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｗｅｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ｌａｓｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｍｉｌｌｉｎｇ ｓｐａｃｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ＣＮＣ ｍｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｉｌｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ＇ｓ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｌａｎｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ５０．７７％．ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ；ｅｉＴｏｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｌａｓｅｒ ｔｒａｃｋｅｒ；ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
数控机床加工误差原因及对策分析
数控机床加工误差原因及对策分析
数控车床为零件加工的主要方式，对于零件加工具有较高的自动化水平，但是就实际情况来看，零件加工经常会因为设备自身或者操作不当等因素限制，而造成工件精度达不到专业要求，存在一定误差。零件加工精度最终由机床刀具与零件间相对位移误差决定，因此需要确定加工误差存在的原因，以降低误差为面对，采取措施进行优化。本文选择经济性数控机床为对象，就其加工误差与优化对策进行了简要分析。
标签：数控机床；加工误差；补偿
0 引言
数控机床零件加工经常会因为各项因素的影响而出现误差，即加工后零件实际几何参数与设计几何参数间存在一定偏差，导致零件精确度不能满足设计要求，最终只能作为不合格或者废品处理。以提高数控机床加工精确度为的目的，需要对各类加工误差原因进行分析，有针对性的采取措施进行处理，对存在的误差进行有效补偿。
1 数控机床加工误差分析
经济性数控车床对零件的加工，应用为步进电机开环伺服系统或者半闭环伺服系统来驱动刀具，在这个过程中就会因为受各项因素的影响而存在加工误差。一方面，数控机床自身因素。主要是因为数控机床所用构件精确度较低，以及机床装配过程中存在误差，导致零件加工后精确度达不到设计要求。针对此种误差原因，一般可以就高精度零部件进行更换，以及在装配环节做好控制，争取提高机床自身精确度。另外，对于部分技术能力可以达到要求的企业，还可以选择对步进电机构成的开环伺服系统进行适当的改造，使其成为闭环伺服系统，来提高零件加工精度[1]。另一方面，工艺操作因素。部分零件在加工过程中，会因为机床以及零件本身的热变形，造成切削、振动、装夹、磨损等细节存在误差。想要对此类误差进行补偿，需要建立补偿模型在CNC系统内补偿，实施难度比较大，对提高数控机床零件加工精确度需要重点研究。
2 数控机床加工误差原因与对策分析
2.1 数控机床自身原因
2.1.1 控制系统误差
（1）开环控制系统。开环控制系统并未设置反馈装置，数控信号为单向流程，并不能对移动部件实际位移量进行测量与反馈，进而会影响对加工过程中所存误差的调整。伺服系统性能决定了开环控制系统加工精确度，而伺服装置伺服元件多为步进电机，常见误差有步距误差、起停误差以及动态误差，对于不同的
五轴机床运动学建模与几何误差补偿
五轴机床运动学建模与几何误差补偿
朱泽润;吴积荣;李建刚;张文农;许鋆;段现银
【期刊名称】《武汉科技大学学报》
【年(卷),期】2024(47)3
【摘 要】相对三轴机床,五轴机床包含三个线性轴和两个旋转轴,轴数和轴类型的增加使得五轴机床的几何误差建模更加复杂。本文基于齐次坐标变换理论,构建各线性轴和旋转轴的DH矩阵和误差矩阵,通过运动链配置关系获得考虑几何误差的五轴机床的运动学模型;基于梯度方法,构建轴空间和笛卡尔空间的微分运动映射雅克比矩阵;结合考虑误差的正运动学和误差映射模型,获得末端位姿偏差与轴端位置偏差的补偿量映射关系;实现考虑误差的通用五轴机床逆运动学迭代求解。仿真和分析证明所提方法可以有效改善机床各运动轴装配偏差引起的加工轮廓误差。
【总页数】8页(P182-189)
【作 者】朱泽润;吴积荣;李建刚;张文农;许鋆;段现银
【作者单位】哈尔滨工业大学深圳研究院;深圳市汇川技术股份有限公司技术研发中心;武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室
【正文语种】中 文
【中图分类】TH161
【相关文献】
1.五轴数控机床几何误差的建模与补偿技术2.五轴数控机床综合空间误差的多体系统运动学建模3.带摆角头五轴数控机床几何误差建模及补偿方法研究4.多轴机床几何误差建模与补偿技术的研究5.工件分特征下的五轴数控机床关键几何误差分析与补偿方法
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五轴数控机床空间误差测量、建模与补偿技术研究
AbstrAct论文摘要
上银优秀机械博士论文奖
五轴机床相比于三轴机床，它能加工各种复杂
表面，具有更高的生产效率、更好的灵活性和更少
的装夹时间，广泛应用于航空航天、汽车和模具等行
业。然而，两个旋转轴引入了更多的几何误差，导致
了五轴机床有较大的空间误差。本论文以五轴机床误
差测量-建模-补偿一体化为主线，提出了旋转轴误差
的辨识新方法、建立了适用于多种结构五轴机床的空
间误差统一模型，给出了基于螺旋理论的空间误差补
偿方法，具体研究内容与贡献包括：(1) 提出了基于球杆仪的五轴机床旋转轴误差的
高效高精度低成本测量方法。针对现有辨识方法中单
独辨识8项装配误差和12项运动误差而忽略它们相互
之间耦合关系的缺点，提出了同时辨识上述20项误
差的测量方法。通过球杆仪切向、径向和轴向的测量
模式，给出了基于迭代方法的8项装配误差和12项运
动误差的辨识解析解。(2) 建立了适用于多种结构类型五轴机床的空间
误差统一模型。传统建模过程中，每种结构机床均需
要建立一个模型，存在通用性差的问题，而本论文通
过设计一种新的奇异函数作用于运动链上，输入机床论文名称：五轴数控机床空间误差测量、建模与补偿技术研究
论文作者：上海交通大学 / 项四通
指导教师：杨建国《研究领域：数控机床误差测量、建模与补偿》、Yusuf Altintas《研究领域：机床加工动力学，数控技术与系统，虚拟数控加工》、杜正春《研究领域：数控机床误差测量、建模与补偿》
平动轴和旋转轴的类型序号后，多余的变换矩阵将自
动转变为单位阵，可适用于12种类型的五轴机床。
与现有的统一模型相比，该模型更加具体且方便，用
户只需向模型输入机床平动轴和旋转轴对应的类型序
号(0,1,2,3)，即可得到最终的空间误差模型，不需要
任何人为操作。(3) 给出了五轴机床空间误差的解析解补偿方
法。基于螺旋理论，通过引入误差旋量对各项误差
元素进行建模，最终建立了五轴机床的空间误差模
型。并利用螺旋理论逆运动学计算出五个运动轴补偿
球杆仪用于数控机床几何误差补偿的研究
维普资讯 同 Ｌ
．＿＿＿＿＿一 ■蕾业位囊化
表１
几何意义 表达式 序号 几何意义 表达式 序号
定位误差 （ ） ｌ 方向直线度误差 （ｚ） ｌ３
Ｙ方向直线度误差 （ ） ２ Ｙ方向直线度误差 ＆（ｚ） ｌ４ Ｚ方向直线度误差 （ ） ３ Ｚ 定位误差 （ｚ） ｌ５
轴 滚动误差 （ ） ４ 轴 俯仰误差 （ｚ） ｌ６
偏转误差 ￡（ ） ５ 偏转误差 ｅｙ（ｚ） ｌ７
俯仰误差 ￡（ ） ６ 滚动误差 ￡（ｚ） ｌ８ ｘ方向直线度误差 最（ｙ） ７ 、Ｙ轴垂直度误差 （ｙ） ｌ９
ｙ 定位误差 （ｙ） ８ ｘ、ｚ轴垂直度误差 ￡（ ） ２０ ｚ方向直线度误差 （ｙ） ９ 姿 Ｙ，Ｚ轴垂直度误差 ｅｙ（ｚ） ２ｌ 轴 态 偏转误差 （ｙ） ｌＯ
滚动误差 （ｙ） Ｉ１ 俯仰误差 （ｙ） ｌ２
分别引起的误差大小，以及实际测量时的进给速度、实
际轨迹的中心偏移量、最匹配半径、圆度误差、位置误
差的值，还可以分析各种误差源所占的百分比。如图４
所示。
３误差补偿
误差补偿是根据对误差的检测分析，在加工过程中
从硬件上或软件上对这种误差进行修正，达到降低误差，
提高加工精度的目的。软件补偿是数控机床特有的补偿
方法，在机床加工中，数控机床是靠微机执行数控加工的
指令代码，使切削刀具与被切削工件之间实现准确的定
位和相对运动，软件补偿是通过修改数控加工代码或执
行补偿指令实现加工误差的补偿。建立数控指令修正的
算法模型是软件误差补偿的关键环节之一。数控指令修
正的直接计算法就是通过确定的数学模型关系式，直接
计算出能实现误差补偿的数控指令。其计算流程如图５
７４ Ｉ机械工程师２００７年第１０期 所刁 。
在确定了
ＸＨ７１５数控
机床的几何误
差之后，根据
误差补偿的思
路，设计了数
控机床误差补
偿软件，首先
按照数控编程
的一般方法，
编写零件的数 理 想 刀 具 轨 迹 刀具路线
车铣复合数控机床几何误差补偿技术的研究
２０１３年３月 第４１卷第５期 机床与液压 ＭＡＣＨＩＮＥ Ｔ０ＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｍａｒ．２０１３ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．５ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．０５．００１ 车铣复合数控机床几何误差补偿技术的研究 范晋伟，蒙顺政，罗建平，李伟，雒驼 （北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京１００１２４） 摘要：研究车铣复合数控机床存在的几何误差问题。根据车铣复合数控加工中心的结构特点，以多体系统运动学理论 为基础，采用低序体阵列描述车铣复合加工中心的拓扑结构，分别建立了车铣复合数控机床的车削模式和铣削模式的精密 加工方程，并设计误差补偿软件和进行仿真试验。实验结果表明：运用多体系统运动学理论建立的车铣复合数控加工中心 几何运动误差模型是正确的；软件误差补偿提高了车铣复合数控加工中心的加工精度，效果明显。 关键词：复合数控机床；几何误差；多体系统理论；软件补偿 中图分类号：ＴＧ６５９；ＴＰ３１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—３８８１（２０１３）５—００１—４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｔｕｒｎｉｎｇ＆Ｍｉｌｌｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＮＣ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ ＦＡＮ Ｊｉｎｗｅｉ，ＭＥＮＧ Ｓｈｕｎｚｈｅｎｇ，ＬＵＯ Ｊｉａｎｐｉｎｇ，ＬＩ Ｗｅｉ，ＬＵＯ Ｔｕｏ （ＣｏＨｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒｏｒ ｐｒｏｂｌｅｍ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｕｒｎｉｎｇ＆ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｗａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｕｒｎｉｎｇ＆ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＮＣ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅ ｌｏｗ－ｏｒｄｅｒ ｂｏｄｙ ａｒｒａｙｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｕｒｎｉｎｇ＆ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＮＣ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ．Ａ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｕｒｎｉｎｇ ｍｏｄｅ ａｎｄ ａ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉＵｉｎｇ ｍｏｄｅ ｗｅｒｅ ｂｕｉｌｔ，ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍａｄｅ ｆｏｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａ・ ｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｍｏｔｉｏｎ ｅｎ＿０ｒ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｕｒｕｉｎｇ＆ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｉｓ ｃｏｒｒｅｃｔ．ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｅｒｒｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｕｒｎｉｎｇ＆ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏ１． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ；Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｅｒｒ０ｒ８；Ｍｕｌｔｉ—ｂｏｄｙ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅｏｒｙ；Ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ 复合数控机床是高、精、尖制造装备发展的产 物，也是数控机床发展的必然趋势。其核心思想是 “一次装夹，实现大部分或全部加工工序”，避免了 重复定位误差影响零件的加工精度，同时也提高了加 工效率。由于零件在制造、装配及控制运动过程中受 几何误差的影响，使得车铣复合数控机床的实际运动 轨迹与理论运动轨迹不完全一致，影响了被加工零件 的精度。近年来，国内外学者针对数控机床的误差进 行了大量的研究工作，也取得了一些成果。误差建模 方法是误差补偿的关键技术，一直以来都是国内外学 者的研究重点，并先后提出了三角关系几何 、矢 量法 Ｊ、误差矩阵法 、二次关系模型法 、机构学 建模法 、刚体运动学法 、齐次坐标变换法 等。 这些方法为车铣复合数控机床误差补偿的研究提供了 一定的理论基础，但还存在着建模困难、通用性差、 不易于实现计算机自动建模等问题。 车铣复合数控机床是集车削中心和铣削中心于一 体的数控加工中心，可以通过不同模块的组合形成多 种运动链，是一种典型的多体系统。作者以多体系统 运动学理论 为基础，建立了车铣复合数控机床的车 削模式和铣削模式的精密加工方程，使建模过程规范 化、程式化，易于实现计算机自动建模，并通过设计 误差补偿软件和进行实验，验证该理论建模的正确性 和软件误差补偿的可行性。 １ 多体系统运动学理论基础 １．１ 复合机床的拓扑结构和低序体阵列描述 车铣复合数控机床是由床身、主轴箱、工作台、 溜板、刀架等模块组成的多分支的典型多体系统。文 中以ＣＨＤ２５型车铣复合数控机床为研究对象。该机 床是整体倾斜床身布局，机床配置有双主轴和上、下 刀架，可以通过不同模块的组合，构成数控车床、车 削中心和车铣复合中心等多种配置形式。针对第一主 轴与上下刀架配置构成的配置方式进行研究（图１ 是机床的结构示意图），并将其抽象和提炼为图２所 收稿日期：２０１２—０２—２０ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０７７５００４）；北京市教委资助项目（ＫＭ２００１ １０００５００３） 作者简介：范晋伟（１９６５一），男，教授，博士生导师，主要从事数字化精密加工与检测方面的研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｅｎｇ—
数控机床三维空间几何误差补偿方法
数控机床三维空间几何误差补偿方法
朱建伟;陈蔚芳;郑德星;朱赤洲
【摘 要】ln order to improve the machining accuracy of CNC machine tools,
the CNC system interpolated data based geometric er-ror compensation
method is proposed on the basis of systematic analysis of the commonly
used CNC machine tool geometric error compensation method. The error
compensation function is integrated into the domestic CNC system to
improve its overal perform-ance. Experiments and simulation show that
the CNC system interpolated data based geometric error compensation
scheme can im-prove the machining precision.%为了提高数控机床的加工精度，在系统分析数控机床几何误差常用补偿方法基础上，提出了基于数控系统插补数据的几何误差补偿方法，并将误差补偿功能集成于国产数控系统中，以提高国产数控系统的综合性能。通过实验与仿真结果表明，数控系统插补数据的几何误差补偿方案能显著提高数控机床的加工精度。
【期刊名称】《机械制造与自动化》
【年(卷),期】2016(000)003
【总页数】4页(P27-30)
【关键词】数控机床;数控系统;误差补偿;机床精度
【作 者】朱建伟;陈蔚芳;郑德星;朱赤洲 【作者单位】南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京210016;南京航空航天大学
数控机床垂直度误差分析与软件补偿
２００８年第１期 ・控制与检测・
文章编号：１００１—２２６５（２００８）叭一００６１—０４
数控机床垂直度误差分析与软件补偿术
陈安，谢明红
（华侨大学机电及自动化学院，福建泉州 ３６２０２１）
摘要：文章分析数控机床垂直度误差。当机床导轨存在垂直度误差时，加工位置和轮廓就会出现误差，
主要包括孔的位置误差、直线和圆弧轮廓误差。根据垂直度误差的特点，可以得出误差计算公式，根据
公式可以计算出点的误差，进而得出直线和圆弧的轮廓误差，计算误差后利用ｍａｔｌａｂ软件仿真出误差曲
线，以确定误差的分布并采用软件补偿的方式。同样利用误差公式可以确定补偿曲线，用ＶＣ软件编程
对轮廓进行预处理，生成补偿曲线，即实现了误差的软件补偿。
关键词：垂直度误差；孔位误差；直线轮廓；圆弧轮廓；软件补偿
中图分类号：ＴＧ６５ 文献标识码：Ａ
ＮＣ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｉｔｙ Ｅｒｒｏｒ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ＣＨＥＮ Ａｎ，ＸＩＥ Ｍｉｎｇ－ｈｏｎｇ
（ＨｕａＱｉａｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｌｌｅｇｅ，ＱｕａｎＺｈｏｕ Ｆｕｊｉａｎ ３６２０２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒ．Ｍ ａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｇｕｉｄｅｗａｙｓ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕ－
ｌａｒｉｔｙ ｅｒｒｏｒ ｂｒｉｎｇｓ ｈｏｌｅ ｐ ｏｓｉｔｉｏｎ，ｌｉｎｅ ａｎｄ ａｒｃ ｃｏｎｔｏｕｒ ｅｒｒｏｒ．Ｗｅ ｗｏｒｋ ｏｕｔ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｆｏｒｍｕｌａ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｒ－
ｒｏｒ ｆｅａｔｕｒｅ，ｂａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａ，ｗｅ ｃａｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅ Ｐ ｏｉｎｔ ｏｒ ｃｏｎｔｏｕｒ ｅｒｒｏｒ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｃｕｒｖｅ ｗｉｔｈ
浅谈数控机床加工精度误差原因分析及改进措施
１教字技术 ｒ丽 数控技术
浅谈数控机床加工精度误差原因分析及改进措施
姜天根 （贵州电子信息职业技术学院贵州凯里５５６ｏｏ￣
摘要：本文主要对数控机床加工精度误差原因分析和控制措施进行论述，并从进给间隙、步进电机、编程的漏洞等方面进行分析，且根据笔者
多年来的工作经验和相关知识提出相关控制措施，希望能给予相关专业读者借鉴。 关键词：数控机床加工精度原因分析改进措施
中图分类号：＇１７－１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９４１６（２０１３）０９—０００９．０ｌ
随着社会的进步，我国的科学技术也随着飞速发展，人们现代
化的生活中，机械化已在人们的生活中得到广泛使用。机械化使用
让人们从繁忙的体力劳动中解脱了出来，同时机械加工技术也得到
了飞速的发展。如果使用机械化，那么数控机床上生产的产品，都只
是依赖于机床自身加工精度。然而在数控机加工中仍然存在许多影
响，影响数控机床的加工精度有很多，使用过程中也会出现很多的
不确定因素对加工精度造成影响。在此本文就数控机床加工精度的
影响因素进及改进措施进行以下探讨。
１进给间隙对数控机床加工精度造成的影响及改进措施
机床主要靠五个部分组成的传动设备来进行运转，传动设备分
别由连轴节、减速齿轮、滚珠丝杠副及支承轴承组成。在这些传动设
备的五个组成部分的运转过程中往往容易会出现进给间隙，数控机
床加工精度最终收到严重影响。特别是在运动换向时会造成更大的
影响，与此同时丝杠螺母副的间隙还会影响到丝杠螺母的刚度，最
后对工作台进给精度造成影响。因此，我们可以将等于最大轴向力
的１／３预紧力施加在双螺母预紧的滚珠丝杠副内。这样进给间隙基
本可以得到消除，而且对滚珠丝杠副的使用寿命没有任何的影响。
在机床运转过程中还有齿轮相互之间容易出现的空隙，对于齿轮相
互之间容易出现的空隙，我们可以通过齿轮的制造精度来进行改
进，改进方法主要是对轴承进行定压预紧，这样不但能提高轴承的