- 选题的目的及意义
在激光切割过程中，为了保证切割质量，需要使切口处的功率密度最大，这要求切割头的喷嘴与被加工表面有一定间隙，而且要保证间隙恒定。但由于前期工序产生装夹误差、工件本身的表面平整度等误差，这就导致喷嘴与工件的间距不能保持恒定不变，从而使切割质量变差，严重时甚至根本不能切割，而且很可能会使切割头与工件表面发生碰撞，损坏切割头零件。所以，需要一套测量切割头与被切板材之间距离的装置，将检测到的距离通过CAN总线传给随动系统。
- 课题的研究现状
前言
当前制造领域正向高精度、高质量、高集成度和智能化方向发展，要求必须采用高精密制造加工技术，而作为制造加工的主要设备数控机床的精度技术，已成为提高制造水平和国际竞争力的关键技术。为了提高我国制造业在国际市场的竞争力，必须提高数控机床加工精度，提高加工精度重要措施之一是采用误差补偿技术。
1.数控机床误差补偿的关键技术
数控机床误差补偿技术是提高加工精度的有效方法，该方法是通过对原始误差的分析、统计和归纳，掌握原始误差的特点和规律，建立新误差数学模型，人为地制造出一种新的误差去抵消或减弱原始误差，从而实现减少加工误差、提高零件加工精度的目的。
误差补偿的关键技术主要包括误差的建模技术、测量技术和补偿实施技术。
- 误差建模技术分为误差综合建模和误差元素的建模，把加工时工件与刀具之间的相对位移误差用运动学模型表示出来就是综合误差的建模，对某一项误差元素进行的建模就是误差元素建模。误差建模技术的关键是寻找更为有效的模型来准确反映机床存在的误差。
- 误差测量技术误差测量的目的是对机床原始误差参数进行精确测定，其测量方法有直接误差测量和间接误差测量，直接误差测量是用机械、激光干涉仪和其他光学方法来测量机床不同位置和温度的条件下的误差，直接误差测量的测量精确度高，但费时费工，所以直接误差测量一般用于测量单项误差；间接误差测量是测量与误差相关的指标，再用误差模型来转换成技术误差，该测量方法是快速而有效的机床误差测量方法，所以间接误差测量一般用于综合误差测量；
- 误差的补偿实施技术 误差的建模和测量 的最终目的是实施误差补偿，误差补偿的实施过程可以分为实时补偿和离线补偿。实时补偿是通过安装在机床上的硬件辅助装置，把所获得的位置或温度等外部数据输入到补偿装置，补偿装置根据事先置入的误差模型计算程序实时计算出误差补偿数据，并将这些数据输入到机床系统实施误差补偿。离线补偿是根据测量得到的误差来修改数控加工程序，使数控机床按新的加工程序实施误差补偿。
- 数控机床误差补偿技术的研究现状
在数控机床误差补偿技术研究中国内外广大学者做了大量的工作，取得了一定的研究成果。
- 几何误差的主要模型
W.J.Love和J.Scarr利用几何关系建立了三坐标机床的几何误差建模,Schultschick用矢量方法建立了三轴坐标镗床的空间定位误差模型，P.M.Fer-reira和C.R1Liu推导了二次线性化误差模型,V.Kiridena等用机构学推导了五坐标机床的空间几何模型，Xavier Pessoles[19]等的对连续五轴加工工件设置优化。国内主要成果有天津大学章青利用多体系统运动学推导了任意拓扑结构的机床误差建模方法，任永强等分析了机床运动副的误差运动学原理,利用齐次坐标变换对一台包含3个移动副和2个转动副的五轴加工中心建立了误差综合数学模型,邵伟竹，郭付丁，盛峰沁[18]的数控机床综合几何误差建模、识别与补偿提出了一种机床几何误差综合建模、辨识与补偿方法。对于机床作为一个多刚体系统（MBS）、几何误差模型。它支持识别的21平移几何误差参数与基于激光干涉仪的直线运动轴，和基于旋转酒吧的每个旋转轴的6个角几何误差参数。基于此模型，提出了一种新的识别方法来识别这些几何误差。最后，校正几何误差补偿相应的NC代码校正。为了验证我们的方法，已经开发了一个原型软件系统，它可以用于任何类型的数控机床进行测试，不超过五轴。
- 热误差的主要模型
美国密西根大学的J.S.Chin等将三坐标机床的 21项几何误差与热误差结合,建立了32项热误差 参数模，Jin-HyeonLee通过模型法和FuzzyLogic法来球解机床热变形，解决了需要离线调整经验模型中补偿函数相对于位移函数和位移函数相对于温度分布函数的缺点。
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