具有滑枕结构的机床,当滑枕向外伸出时,形成悬臂梁结构,滑枕会有向下的弯曲变形,而且随着滑枕伸出量的增加,其下垂变形量非线性增加。此外,滑枕的滑轨和滑块间的配合间隙以及滑轨和滑块间的不均匀磨损,都会不同程度地加剧滑枕的下垂弯曲变形。本文研究了一种能实时补偿滑枕悬伸下垂变形的方法,以减小由于滑枕悬伸下垂引起的机床加工误差,提高机床的加工精度。基于材料力学和有限元方法,建立了滑枕悬臂梁结构模型,利用计算悬臂梁挠度的方法计算了滑枕的最大下垂变形量,计算结果符合实际加工情况,为补偿方法的建立提供了理论依据。研究了滑枕伸出时滑轨和滑块的受力特点,得出了滑枕在伸出回缩一个周期内,滑块对滑枕的作用力大小和方向的变化形式。分析了滑枕重心移动对滑轨的受力变化和轨道磨损的影响。提出了一种滑枕悬伸下垂变形的实时补偿方法,利用激光发射器和一维PSD位置传感器检测滑枕的最大下垂变形量,由机床控制系统发出指令,调节液压阀的流量,进而控制安装在滑枕内部的液压缸和拉杆对滑枕的拉力,补偿滑枕的下垂变形误差。基于滑枕的内部结构特点,设计了增压油缸的形式,串联多个油腔,共同使用一个活塞杆,从而使液体的压力能够线性增加,保证了液压缸的体积不会很大,可以安装在滑枕的内部。利用有限元分析软件,模拟了应用补偿方法前后,滑枕的下垂变形量和应力分布,并对模拟结果进行了对比分析,模拟结果表明设计的补偿方法效果显著。对补偿前后的滑枕进行了模态分析,分析结果显示补偿系统的安装不会破坏滑枕的结构强度。