本课题结合甘肃省高等学校基本科研项目(数控机床综合误差分析与补偿技术研究),在数控机床的误差分析补偿方面加深研究,在学习现代科学技术在数控机床误差补偿的研究成果的基础上,引用PMAC开放式数控系统,建立新型灵敏、高效、实时性的数控机床误差补偿系统。本文针对数控机床的热误差和几何误差的综合误差补偿进行分析,将所采集的数据经过数学模型将其线性化,得出根据温度、行程变化而变化的误差预测。在类比前传统技术将误差预测结果直接加入输入端后让机床按已定的程序工作的基础上,将所得的误差预测温度、行程与误差的函数关系,利用PMAC的开放性,直接编入程序,使程序的参数随着温度和行程的改变而发生改变,并用以区间参数调节数控机床跟随误差,以增加其鲁棒性的PMAC内置PID控制辅助,实现了高精度、高灵敏度、实时性的数控机床热误差和几何误差的综合误差的补偿。(1)以立式数控加工中心为研究对象,采用高精度热传感器、位移传感器与光栅干涉仪来采集机床温度变化、行程变化以及所引起的误差的数据。(2)以最小二乘法作为本次数据线性回归拟合的方法,将数据进行拟合,并以某一轴为例,通过分析误差数据,选出对热误差影响较大的热关键点以保证误差模型的鲁棒性,对其进行热误差分析,与几何误差数据一起建立数学模型。(3)以热误差的抑制为例,通过调整PID参数,利用比例调节、微分调节以及积分调节来增加数控加工中心自身的鲁棒性,并重新测得调整过的数控系统所产生的热误差,将所得数据与原数据进行比较。(4)调整好PID参数后,将其数学模型编写入PMAC数控加工程序,由PC端输入PMAC控制器,驱动数控加工中心进行工作,通过温度传感器和位移传感器进行数据采集,将采集到的温度数据与行程数据实时性的反馈回计算器,再经过计算得出该温度和行程下的误差估测,并逆向相加后进行下一步命令,辅之以PID控制系统的区间误差补偿,实现高精度、实时性的误差补偿。(5)将经过补偿后的数控加工系统加工数据进行采集,并与最初数据进行比较,考究其合理性和稳定性。