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机械自动化设计与制造研究
Research on Mechanical Automation Design and Manufacturing

6. 高精度化
数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、
热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。
（1）提高 CNC 系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续
进给，使 CNC 控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测

精度（日本已开发装有 106 脉冲 / 转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置
检测精度可达到 0.01μm/ 脉冲），位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等
方法；

（2）采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误
差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明，
综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少 60%~80%；
（3）采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预
测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，

能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。
7. 驱动并联化
并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀

具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有
缺陷，在机床主轴（一般为动平台）与机座（一般为静平台）之间采用多杆并联
联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运
动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件
的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。并联机床作

为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了国际
机床行业的高度重视，被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的
进步”和“21 世纪新一代数控加工设备”。

8. 极端化（大型化和微型化）
国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且
性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是 21 世纪的战略
技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以
微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床

和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

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