现今,数控加工工厂大多进行着电子产品的单件大规模重复性加工,而如何高速高精度的加工已经成为运动控制领域的主要研究方向。为了获得更好的轮廓精度,数控加工工厂大多采用离线补偿方式进行加工调整,这种方式需要依赖人工操作经验进行反复的调整,造成加工效率明显下降。因此,本论文设计了一种几何轨迹的轮廓误差补偿算法,通过采集和处理加工信息并在轨迹规划层面进行输入信息的改进,实现易于实际加工操作的数控系统自动轮廓误差自补偿方法。本论文结合实际数控加工设计了一套完整的轮廓误差自补偿方案。深入探究了产生轮廓误差的关键因素,即延迟滞后现象和多个驱动轴不匹配情况。针对大批量工件重复加工的需求,分析了加工轨迹运行后的机床重复特性,提出了判定重复特性的相关指标和重复特性的不同程度。结合轮廓误差的产生原因和机床重复特性,本论文将针对几何轨迹进行轮廓误差补偿,从而将关注点从跟随误差中的时间位置关系转移到轮廓误差中的轨迹之间的位置关系。结合基于测量的离线补偿模式提出了几何轨迹的离线轮廓误差补偿算法,利用机床自带的直线光栅等测量元件完成工件轮廓精度的准确测量,并提出了分区模块,滤波模块和采点与三次样条拟合模块以对误差数据进行准确且有效的处理,之后将补偿信息输入到轨迹G代码处,完成了数控系统的轮廓误差自补偿。通过玻璃磨边机对重复特性实验和轮廓误差补偿实验进行了验证,证明了该算法可以在不改变机床加工效率的前提下,通过多次的自动补偿将轮廓误差减少到3 um以内,最终轮廓精度满足加工要求。本论文以实际数控加工为前提,提出几何轨迹层次的轮廓误差补偿方案,相较于现有的基于测量的离线补偿方式更加注重数控系统的实用性,最终能保证在不改变加工效率的前提下将轮廓精度降低到加工要求以下。