機床具有的系統性的機械相關偏差，可以被系統記錄，但由于存在溫度或機械負載等環境因素，在后續使用過程中，偏差仍然可能出現或增加。在這些情況下，為了能夠實現尺寸穩定的加工，就會啟用補償功能。除去刀具因素，為保證品質穩定，先進機床必須具有的幾種補償如下。

反向間隙補償

在機床移動部件和其驅動部件，如滾珠絲杠，之間進行力的傳遞時會產生間斷或者延遲，因為完全沒有間隙的機械結構會顯著增加機床的磨損，而且從工藝上講也是難以實現的。機械間隙導致軸/主軸的運動路徑與間接測量系統的測量值之間存在偏差。這意味著一旦方向改變，軸將移動得過遠或過近，這取決于間隙的大小。工作臺及其相關編碼器也會受到影響：如果編碼器位置領先工作臺，它提前到達指令位置這意味著機床實際移動的距離縮短了。在機床運行，通過在相應軸上使用反向間隙補償功能，在換向時，以前記錄的偏差將自動激活，將以前記錄的偏差疊加到實際位置值上。

絲杠螺距誤差補償

CNC控制系統中間接測量的測量原理基于這樣一個假設：即滾珠絲杠的螺距在有效行程內保持不變，因此在理論上，可以根據驅動電機的運動信息位置推導出直線軸的實際位置。但是，滾珠絲杠的制造誤差會導致測量系統產生偏差（又稱絲杠螺距誤差）。測量偏差（取決于所用測量系統）與測量系統在機床上的安裝誤差（又稱為測量系統誤差）可能進一步加劇此問題。為了補償這兩種誤差，使可使用一套獨立的測量系統（激光測量）測量CNC機床的自然誤差曲線，然后，將所需補償值保存在CNC系統中進行補償。

摩擦補償（象限誤差補償）和動態摩擦補償

象限誤差補償（又稱為摩擦補償）適合上述所有情況，以便在加工圓形輪廓時大幅提高輪廓精度。原因如下：在象限轉換中，一個軸以最高進給速度移動，另一軸則靜止不動。因此，兩軸的不同摩擦行為可能導致輪廓誤差。象限誤差補償可有效地減小此誤差并確保出色的加工效果。補償脈沖的密度可以根據與加速度相關的特征曲線設置，而該特征曲線可通過圓度測試來確定和參數化。在圓度測試中，圓形輪廓的實際位置和編程半徑的偏差（尤其在換向時）被量化的記錄下來，并通過圖形化顯示在人機界面上。

垂度和角度誤差補償

如果各機床單個部件的重量會導致活動部件位移和傾斜，則需要進行垂度補償，因為它會導致相關機床部分（包括導向系統）下垂。角度誤差補償則用于當移動軸沒有以正確的角度互相對齊時（例如，垂直）。隨著零點位置的偏移不斷增加，位置誤差也增加。這兩種誤差均由機床的自重，或者刀具和工件重量所導致。在調試時測得的補償值被定量后按照相應的位置以某種形式，如補償表，存儲在ROM中。在機床運行時，相關軸的位置根據存儲點的補償值進行插補。對于每次連續路徑移動，均存在基本軸與補償軸。

溫度補償

熱量可能導致機床各部分膨脹。膨脹范圍取決于各機床部分的溫度、導熱率等。不同溫度可能導致各軸的實際位置發生變化，這會對加工中的工件精度產生負面影響。這些實際值變化可以通過溫度補償抵消。各軸在不同溫度的誤差曲線均可定義。為了始終正確補償熱脹，必須通過功能塊不斷從PLC向CNC控制系統重新傳遞溫度補償值、參考位置和線性梯度角參數。意外參數的變化會由控制系統自動消除，從而避免機床過載并激活監控功能。國內部分先進機床已開始使用了。

空間誤差補償系統（VCS）

回轉軸的位置、它們的相互補償以及刀具定向誤差，可能導致轉頭和回轉頭等部件出現系統性幾何誤差。此外，每個機床中進給軸的導向系統將出現小誤差。對于線性軸，這些誤差為線性位置誤差；水平和垂直直線度誤差；對于旋轉軸，會產生俯仰角、偏航角和翻滾角誤差。將機床組件相互對齊時，可能出現其他誤差。例如，垂直誤差。在三軸機床中，這意味著在刀尖上可能會產生21項個幾何誤差：每個線性軸六個誤差類型乘以三個軸，再加三個角度誤差。這些偏差共同作用形成總誤差，又稱為空間誤差。

空間誤差描述了實際機床的刀具中點（TCP）位置與理想無誤差機床的刀具中點位置的偏差。僅測量單個位置的誤差是遠遠不夠的，必須測量整個加工空間內的所有機床誤差。通常需要記錄所有位置的測量值并繪成曲線，因為各誤差大小取決于相關進給軸的位置與測量位置。例如，當y軸與z軸處于不同位置時，導致x軸產生的偏差會不同——即使在x軸的幾乎同一位置也會出現誤差。借助“CYCLE –運動測量”，只需幾分鐘即可確定回轉軸誤差。這意味著，可以不斷檢查機床的準確性，即使在生產中，也可以校正準確性。

偏差補償（動態前饋控制）

偏差指在機床軸運動時位置控制器與標準的偏差。軸偏差為機床軸的目標位置與其實際位置的差值。偏差導致與速度相關的不必要輪廓誤差，尤其在輪廓曲率變化時，如圓形、方形輪廓等。憑借零件程序中的NC高級語言命令FFWON，在沿路徑移動時，可以將與速度相關的偏差減為零。通過前饋控制提高路徑精度，從而獲得更好的加工效果。

FFWON: 啟動前饋控制的命令

FFWOF: 關閉前饋控制的命令

電子配重補償

在極端情況下，為了防止軸下垂而對機床、刀具或工件造成損壞，可以激活電子配重功能。在沒有機械或液壓配重的負載軸中，一旦松開制動器，垂直軸會意外下垂。在激活電子配重后，可以補償意外的軸下垂。在松開制動器后，靠恒定的平衡扭矩來保持下垂軸的位置。

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