随着数控机床加工速度的不断增加,由于进给系统动态特性所造成的轨迹误差成为影响数控机床加工精度的重要因素。国内外针对轨迹误差的补偿方法做了大量研究,并且取得了较为良好的效果。在实际生产中,用户面对较多的是封闭数控系统,许多轨迹误差补偿方法会因系统的封闭性导致难以实现。针对这一问题,本文提出了基于轨迹误差预测的加工指令预处理方法。为了实现这一方法,将对进给系统快速准确建模、数控插补和速度规划仿真、轨迹误差计算以及轨迹误差预补偿方法进行深入研究。通过分析非线性摩擦对进给系统模型辨识精度的影响,实现了进给系统的快速准确建模。该方法将辨识实验的激励信号设计为匀速加伪随机序列的形式,实时采集进给系统的反馈位置,利用最小二乘法对进给系统模型进行辨识。实验结果表明,该方法能够有效减小低速非线性摩擦对进给系统的影响,显著提高辨识模型的精度。根据数控系统的插补原理,实现了直线段与圆弧轨迹的插补仿真,研究了梯形加减速和S型加减速的特点,实现了插补过程中的梯形加减速规划。通过对不同轨迹误差计算方法进行研究,并根据课题需要实现了基于进给系统辨识模型的轨迹误差向量预测方法,该方法通过计算指令位置及其插补点到实际加工曲线的最小误差数值及方向,为轨迹误差的分析和预补偿提供数据支持。通过圆轨迹仿真实验,验证了该误差计算方法的准确性。仿真分析了长线段轨迹和短线段轨迹连续加工的不同误差表现及影响因素,提出了基于轨迹误差预测的加工指令预处理方法。该方法通过预测各线段轨迹误差的平均值及其各轴分量作为补偿量叠加到线段指令端点坐标上,并通过循环迭代的方式对轨迹误差进行多次预补偿。仿真结果表明,该方法能够有效减小数控机床联动加工误差,提机床加工精度。