随着现代技术的高速发展,机械制造行业零件形状越来越复杂,且零件的质量问题是在机械制造业中急需解决的问题。零件的加工误差评定和误差补偿技术方面是零件质量的关键问题。由于传统离线方案利用三坐标测量机(CMM)对零件进行检测存在二次装夹误差问题,以及大型零件难以实现检测和评价的技术难题,在线检测方案应时而生,在加工制造业中应用非常广泛。本文将对数控加工在线检测误差评定及误差补偿技术方面进行研究,实现“数控加工—测量—误差评定—误差补偿”一体化。针对简单形状轮廓误差评定、复杂曲面轮廓度误差评定、复杂曲面误差补偿技术等几个方面进行研究,主要包括以下几点:(1)建立平面直线度、空间直线度、圆度、圆柱度、球度等形状轮廓误差最小区域法的误差评定数学模型,采用拟牛顿法来实现,并给出各简单形状轮廓误差评定的流程。(2)建立复杂曲面轮廓度误差评定最小区域数学模型,从而将复杂曲面轮廓度误差评定转为求测点到理论曲面的最小距离最大值两倍的问题。利用分割逼近法求取测点到理论曲面的最小距离,采用双三次B样条曲面拟合得到理论曲面。最后利用MATLAB迭代法解决所有测点到理论曲面的最小距离最大值两倍的非线性最优化问题,并给出复杂曲面轮廓度误差评定的流程。(3)研究复杂曲面加工误差补偿技术,本文采用原位补偿技术补偿曲面零件的加工误差,从而提高曲面零件的加工精度。基于在线检测数据分析,提出经验模态分解(EMD)加工误差,得到系统误差和随机误差,利用分解出来的系统误差修改数控代码,再进行原位加工,使得曲面的加工精度得到显著提高。(4)开发形状误差评定系统软件。基于(1)和(2)部分的简单形状轮廓误差评定和复杂曲面轮廓度误差评定的相关内容,设计开发的系统软件包括平面直线度误差、空间直线度误差、平面度误差、圆柱度误差、球度误差、复杂曲面轮廓度误差等几何量评定内容。本系统具有误差评定功能、图形实时显示功能和数据导入和导出三大功能模块。误差评定结果、各个测点误差图,误差结果图实时在系统软件界面显示,各测点的误差结果可以通过系统软件导出使用。最后通过实验验证所设计开发的系统软件的正确性和实用性。