CN102789199B - 数控系统中多次误差加权叠加的补偿系统 - Google Patents

Abstract

一种数控系统中多次误差加权叠加的补偿系统，包括用于误差测量的仪器，还包括添加误差补偿文件的单元、误差文件解释器、误差补偿拟合算法运算器，计算误差补偿值的单元，以及接收误差补偿值指令的伺服位置闭环控制器；计算误差补偿值的单元包括程序代码解析器、插补器。本发明多次叠加误差补偿系统能提高数控机床的定位精度和重复定位精度，给用户的机床精度调试带来极大的方便，同时还提供对误差进行加权补偿操作，实现对全测量范围的补偿调整，可以对某项误差补偿曲线进行加权操作，从而使用户可以不断改进数控机床的定位精度，也给用户机床安装调试过程带来极大的方便。

Description

数控系统中多次误差加权叠加的补偿系统

技术领域

本发明涉及精密控制和精密加工领域，更具体地说，涉及数控机床中的误差补偿系统。

背景技术

数控机床控制轴的定位精度是反映机床性能的一项重要指标，是影响加工工件精度的重要因素。高精度的数控机床和高档的数控系统(CNC)，都需要使用误差补偿系统用以提高数控机床的定位精度。

现代数控机床一般都是以伺服电机直接驱动滚珠丝杠进行位置控制，减少了中间传动环节，改善了传动系统的动态特性，避免了多级传动带来的累积误差。对于较高档数控机床，全闭环和半闭环机床是应用较多的两种形式。而全闭环数控机床，虽然能够大大提高其控制精度，但制造成本高，且需要另外增加测量装置、反馈装置以及反馈传感器补偿装置。因此，在实际生产中，在满足控制精度要求的条件下，半闭环数控机床应用更为广泛。与此相适应，如何提高半闭环数控机床控制精度是需要解决的关键问题。数控系统的误差补偿功能是提高数控机床精度的一个重要功能，随着数控系统软硬件技术的发展，误差补偿从传统的硬件补偿向软件补偿转化，软件补偿以其灵活方便、更改容易和补偿精度较高等优点，被广泛应用于现代数控系统。

数控系统的误差补偿功能设置过程一般是这样的，例如为了对数控机床的某一个轴的丝杠螺距误差进行补偿，提高数控机床控制精度，就需要测量出数控机床某一个轴的螺距误差值，测量数控机床螺距误差值是设置螺距误差补偿的第一步。一般利用单频激光干涉仪能够精确测量数控机床定位精度，并可得出丝杠传动误差。

例如使用RENISHAW公司的ML10激光干涉仪系统进行测量，测量过程如下：

(1)安装激光干涉仪测量系统各组件，如图1所示。

(2)在数控机床需测量误差的轴线上安装光学测量仪器镜组，例如测量X轴方向精度典型安装如图2所示。调整激光头和测量镜组，使得测量激光轴线与机床移动轴线在一条直线上，即使得光路准直。

(3)待激光预热之后，输入测量参数，例如：测量点数、测量往复次数和暂停时间等。

(4)在CNC上编制标准的测量程序，使机床移动并开始测量。

(5)激光干涉仪对测量结果进行预处理，例如处理温度、空气压力变化引起的误差，生成误差测量文件，如果需要可以打印输出结果。

通过以上操作测量出机床的X轴的螺距误差和反向间隙误差等，将测量结果直接输入到数控系统中或根据数控系统误差补偿文件格式要求生成误差补偿文件再导入到数控系统中，使数控系统的误差补偿功能生效，再通过以上第一步到第五步过程再测量一遍机床的定位误差，检查再次测量到的经过补偿后的机床定位精度，是否达到设计指标的要求，如果已经达到设计指标要求，则表示误差补偿功能设置完毕。如果未达到设计指标要求，就需要采用调整机床的机械安装等方法，或引入其他补偿因素(例如温度误差补偿)等进行调整，调整后再对机床的误差进行测量，再将测量的误差数据重新输入到数控系统中，使补偿生效，再检查测量到机床的定位精度结果看是否达到设计要求，如此反复，直到机床的定位精度达到设计要求。

可以看出，采用以上所描述传统误差补偿系统进行误差补偿时，当使用某次测量得到结果进行误差补偿时，要么误差补偿后的定位精度达到设计指标的要求，完成误差补偿功能的设置，要么经过误差补偿后定位精度没有达到设计指标的要求，就得经过一些调整手段后重新测量误差补偿值，重新进行补偿，无法在已有的测量和补偿的结果的基础上对误差补偿进行调整或追加再次测量的误差补偿，传统误差补偿系统方法有操作复杂，重复工作多，工作时间长等缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明重新设计了误差补偿系统，较传统的误差补偿系统，本发明不限制误差补偿文件中所描述的补偿项目的数量，补偿项目是以添加的方式输入到系统中的，相同补偿特征项目可以有多个，多个补偿项目的输出相叠加，某一补偿项目的输出还可以乘以一个权值，大大的提高了误差补偿功能的灵活性。

为了达到上述目的，本发明一种数控系统中多次误差加权叠加的补偿系统，包括用于误差测量的仪器。还包括添加误差补偿文件的单元、误差文件解释器、误差补偿拟合算法运算器，计算误差补偿值的单元，以及接收误差补偿值指令的伺服位置闭环控制器。其中，

所述添加误差补偿文件的单元，根据所述误差测量仪器测量的误差向误差补偿文件中添加数据；所述误差补偿文件是记录测量误差样本点的数据文件，是保存了误差补偿需要的数据，由补偿数据段组成，每段用来描述一个坐标的一次测量得到的一组误差数据样本；所述补偿数据段包括补偿数据信息描述部分和误差样本数据部分；所述补偿数据信息描述部分，用于描述补偿过程参数，包括相关参数的名称或编号、被测轴的名称或编号、参数的变化量、参数测量及补偿起始位置和终止位置、参数测量及补偿方向，以及误差补偿权值；所述误差样本数据部分包括一组样本点，所述样本点的数据中包括参数值和误差值两部分；根据所述误差补偿文件可以得到最终误差EE_X补偿曲线的公式：

EE_X＝K₁×F₁(X,Y,Z)+K₂×F₂(X,Y,Z)+K₃×F₃(X,Y,Z)+......Kn×Fn(X,Y,Z)

其中X,Y,Z表示当前位置，F_n(X,Y,Z)为根据第n次测量误差样本拟合得到的误差函数，K_n为所述误差补偿权值，n取1，2，3…...自然数；

所述误差文件解释器，用于检查误差补偿文件的格式是否正确，提取所述误差补偿文件中的误差补偿信息，分项在内存中建立误差补偿项数据列表；

所述误差补偿拟合算法运算器，用于计算中间点误差；采用直线拟合算法，计算出补偿方程并以一定的格式放入内存；其中，误差E_X为中间点误差，E_X1和E_X2为前后点误差，X₁和X₂为当前位置；

计算误差补偿值的单元包括程序代码解析器、插补器；其中，

所述程序代码解析器，用于解析用户编写的自动加工程序，满足插补器的输入需要进行数据转化，解析执行用户自动加工程序中的宏指令，包括表达式计算、循环、调转、逻辑判断及系统参数和宏变量的读写操作；

所述插补器根据所述程序代码解析器输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，一边计算一边根据计算结果向所述伺服位置闭环控制器发送误差补偿值指令；

所述伺服位置闭环控制器，用于驱动刀具将工件加工出所需的轮廓形状。

本发明在高性能数控系统上，基于软件补偿原理成功实现了误差的多次叠加补偿功能，通过实际的测试实验证明与传统的数控系统误差补偿功能比较起来，本发明的多次叠加误差补偿系统能提高数控机床的定位精度和重复定位精度，给用户的机床精度调试带来极大的方便，同时还提供对误差进行加权补偿操作，实现对全测量范围的补偿调整，而不是单一补偿点的局部修正。

本发明具体涉及一种数控系统(CNC)使用的误差补偿系统，相对于传统的数控系统的误差补偿系统，本误差补偿系统的能够实现误差的多次叠加补偿，同时也可以对某项误差补偿曲线进行加权操作，从而使用户可以不断改进数控机床的定位精度，也给用户机床安装调试过程带来极大的方便。

附图说明

图1是现有技术激光干涉仪连接图

图2是现有技术误差测量的安装示意图；

图3是现有技术误差补偿系统的CNC补偿功能工作流程示意图；

图4是本发明多次误差加权叠加补偿系统的CNC补偿功能流程示意图；

图5是现有技术误差补偿系统的工作流程示意图；

图6是本发明多次误差加权叠加补偿系统的工作流程示意图；

图7是本发明实现技术方案中涉及的各个模块的功能框图；

图8是根据测量的两个样本点建立直线拟合的示意图；

图9是本发明的实现方式图；

图10是误差补偿器误差补偿值计算流程图。

具体实施方式

一、技术方案

误差补偿值实质上是指令位置的函数，其修正量随着丝杠的实际移动位置的不同而不断变化。本发明较传统误差补偿的优势在于，在原来已经生效的误差补偿基础上，还可以继续测量误差，然后将测得新的误差值再添加到数控系统中，将新的误差误差补偿值叠加到原误差补偿之上，从而不断改善数控机床的定位精度，使数控机床精度达到设计指标要求。同时还可以对某一个误差补偿项设置补偿权值进行设定，为用户提供更加灵活的误差补偿调试功能，使人机接口更加灵活友好。

机床误差补偿过程可以理解为对位置的修正过程，这种修正可以是针对指令的，也可以是针对反馈环节的。误差往往与许多因素相关的，包括机床当前位置，多个相关温度等。以X轴误差为例，可以表达为如下形式：

E_X＝F(X,Y,Z,T₁,T₂,T₃,......)

其中X,Y,Z表示当前位置，T₁，T₂，T₃，分别表示机床不同位置温度及环境温度。

也可以通过误差分离，表达为如下形式：

E_X＝F₁(X)+F₂(Y)+F₃(Z)+F₄(T₁)+F₅(T₂)+F₆(T₃)+.....)

误差补偿过程就是通过测量得到一系列的误差样本，如果忽略温度影响，既得到系列误差点：(E_X1,X₁,Y₁,Z₁)，(E_X2,X₂,Y₂,Z₂)，(E_X3,X₃,Y₃,Z₃),……。通过拟合算法得到拟合方程：

E_X＝F(X,Y,Z)

在实际运动控制中随时可以修正X的实际位置：

X_实际位置＝X_理论位置+F(X,Y,Z)

本发明提出的技术方案可以实现多次叠加补偿和补偿的权值，如下表达式所示：

S1，首次测量误差样本拟合得到的误差函数：E_X1＝K₁×F₁(X,Y,Z)；其中K₁为权重，通常取1，可以根据实际补偿效果增减；F₁(X,Y,Z)为根据首次测量误差样本拟合得到的误差函数

S2，将误差函数纳入系统实际位置相关补偿运算后，继续进行误差测量，得到一系列新的误差样本，拟合得到新的误差函数：E_X2＝K₂×F₂(X,Y,Z)，既系统得到新的误差拟合：

E_X＝E_X1+E_X2＝K₁×F₁(X,Y,Z)+K₂×F₂(X,Y,Z)

S3，将误差函数纳入系统实际位置相关补偿运算后，继续进行误差测量，得到一系列新的误差样本，拟合得到新的误差函数：E_X3＝K₃×F₃(X,Y,Z)，既系统得到新的误差拟合：

E_X＝E_X1+E_X2+E_X3＝K₁×F₁(X,Y,Z)+K₂×F₂(X,Y,Z)+K₃×F₃(X,Y,Z)；

以此类推，重复上述测量和补偿操作直至系统精度提升不明显位置，即达到上述补偿方法改善定位精度的极限，最后的误差补偿曲线的公式是：

E_X＝E_X1+E_X2+E_X3＝K₁×F₁(X,Y,Z)+K₂×F₂(X,Y,Z)+K₃×F₃(X,Y,Z)+......

实现本发明的技术方案各个模块的结构如图7所示，实现技术方案中涉及的各个模块的功能描述如下：

1.1误差补偿文件：

补偿文件是记录测量误差样本点的数据文件，是误差补偿运算的依据，其中保存了误差补偿需要的数据。补偿文件由若干补偿数据段组成，每个段用来描述一个坐标的一次测量得到的一组误差数据样本。

补偿数据段由两部分构成，包括补偿数据信息描述部分和误差样本数据部分：

●补偿数据信息描述部分，用来描述补偿过程参数，应包括以下内容：

■相关参数的名称或编号。例如测量X轴在Y不同位置的误差E_XY，则此项需要说明Y轴名称或编号。如果相关参数有几项，测需要依次说明。

■被测轴的名称或编号。例如测量X轴的误差E_XY，则此项需要说明X轴的编号或名称。

■相关参数的变化量。该项为等幅变化相关参数进行测量时，减少文件中的重复的数据量。例如Y轴每次增加100mm，测量X的误差E_XY，则此项说明为100。对于非等幅变化的测量，相关量的数值需要直接体现在样本数据中。

■相关参数测量及补偿起始位置和终止位置。该项为等幅变化相关参数进行测量时，减少文件中的重复的数据量。例如测量X轴在Y不同位置的误差E_XY，Y轴测量范围从0-1000mm，则上述数据需要被记录下来。对于等幅变化的测量，相关量的数值需要直接体现在样本数据中。

■相关参数测量及补偿方向。考虑到有些物理规律具有双向不一致性，例如机械坐标由于换向时的反向间隙，即同一物理量正向达到目标点和反向达到目标点被测结果不同，因此要指明除了明确相关参数值外还需要记录测量点逼近的方向。

■误差补偿权值。在机床上有时候需要强化或弱化补偿效果，对补偿计算的误差结果进行加权值处理。通常该项为0-100％间的一个数，可以由用户修改，0表示补偿无效，100％表示补偿全面生效。对于有些惯量较大的系统，该系数也可能大于100％。

●误差样本数据部分，包括一组样本点。通常每一个样本点的数据中包括相关参数的值和误差值两部分。对于等幅变化相关参数进行测量时，在补偿数据信息描述部分包含相关参数的变化量和相关参数测量及补偿起始位置和终止位置信息的前提下，可以减少省略相关参数的值，以测量点序号代替。

本发明公开的补偿文件是由若干补偿数据段组成，每组补偿数据在初次加载运行时均还原到系统内存中，并推演出一个补偿模型。对于同一个被测轴，可以存在多个补偿数据段，系统将依据文件中记录次序，逐一验算相应的补偿模型，最终补偿值将对所有误差验算结果进行叠加。即实现如下公式效果：

E_X＝E_X1+E_X2+E_X3＝K₁×F₁(X,Y,Z)+K₂×F₂(X,Y,Z)+K₃×F₃(X,Y,Z)+......；

1.2误差文件解释器：

检查误差补偿文件的格式是否正确，提取误差补偿文件中的误差补偿信息，分项在内存中建立误差补偿项数据列表。

由于数控系统的开发和运行环境的不同，所以开发者会定义出各种各样的补偿文件格式，不同格式的补偿文件就需要有不同的误差文件解释器来将文件解释并放入内存，所以本发明并未定义误差文件的格式和解释器具体实现。

1.3误差补偿拟合算法运算器

由于误差文件给出的是一些离散点的误差补偿数据，例如每隔40mm给出一个误差补偿值，而两个离散点中间的部分的数据并未给出，这样就需要系统运算出两个离散点中间点的误差补偿值，那么计算这些中间点误差的算法，就是误差补偿拟合算法，通常采用直线拟合算法。那么误差补偿拟合算法运算器的功能就是，根据离散的误差补偿值，计算出补偿方程并以一定的格式放入内存。例如，参据图8根据测量的两个样本点(X₁,E_X1)，(X₂,E_X2)建立直线拟合算法的公式是：

推倒出误差补偿值计算公式为

$E_X=\frac{(X-X_1)\×(E_{X2}-E_{X1})}{X_2-X_1}+E_{X1}$

1.4程序代码解析器

负责解析用户编写的自动加工程序；为满足插补器的输入需要进行数据转化；解析执行用户自动加工程序中的宏指令，包括表达式计算、循环、调转、逻辑判断及系统参数和宏变量的读写操作。

1.5插补器

负责对来自程序代码解析器和界面手动操作的运动服务请求。这些运动服务请求包括：直线、圆弧等常规几何轨迹。在数控机床中，刀具不能严格地按照要求加工的曲线运动，只能用折线轨迹逼近所要加工的曲线。插补(interpolation)是机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程。也可以说，已知曲线上的某些数据，按照某种算法计算已知点之间的中间点的方法，也称为“数据点的密化”。插补器根据“程序代码解析器”输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，一边计算一边根据计算结果向边向位置闭环发送位置指令，从而将工件加工出所需要轮廓的形状。

二、实现方式

本发明提出的控制方法依据数控系统选用的不同的操作系统和开发工具有多种实现方式。如图9展示了本发明的一种具体实施例。

数控系统由数控系统硬件、实时操作系统、数控系统软件三大部分构成。

2.1数控系统硬件：

可以有多种计算机系统构成，例如X86PC构架、ARM处理器构架、DSP处理器构架、单片机构架以及多个上述处理器构成的多CPU构架。中央处理器CPU通过内部计算机总线与其他设备连接，包括数控所必需的实时钟、伺服及I/O设备接口、存储介质和显示设备及输入设备。采用X86PC构架的硬件系统可以用机内8253或其兼容时钟体系作实时钟；可通过PCI总线或ISA总线接口模拟量输出卡和数字量输入输出卡实现伺服及I/O设备接口，对于现场总线接口的伺服及I/O设备，可采用相应现场总线通讯接口卡实现伺服及I/O设备接口；可采用标准硬盘或SD卡、CF卡作为文件系统存储介质。

2.2实时操作系统：

可以选用VxWorks，RTLinux等专业的实时操作系统，也可以选用Windows结合实时扩展GRTK(光洋科技产品)，或在系统性能要求较低时选择WindowsCE等具有一定软实时特征的操作系统。实时操作系统中除了支持常规的文件管理及存储介质驱动和图形用户接口GUI，主要通过实时钟定时中断处理程序作为实现周期性地实时任务调度。数控设备驱动可以采用实时操作系统提供的标准驱动程序开发框架，封装对伺服及I/O设备接口的数据操作，这些数据包括对伺服的指令及对I/O的指令，也包括采集来自伺服的反馈数据及I/O的数据。

2.3数控系统软件：

可用实时操作系统支持的应用程序开发工具来开发，例如RTLinux操作系统支持的GCC开发环境，对于选择Windows+GRTK作为实时操作系统的选择VC开发环境进行数控系统软件的开发。数控系统软件主要包括多个实时任务：程序代码解析器、插补器、PLC子系统。依据不同的实时操作系统的工作方式，上述实时任务可以是实时线程，也可以是能够被实时任务调度系统加载运行的循环函数体。数控软件各部分实现的原理如下：

2.3.1数控加工程序文件操作器:

负责从数控系统得文件系统中打开被选择的文件。数控加工程序大多以回车换行字符作为行结束的标志。通常数控加工程序文件操作器处于被调用的运行方式，不具备自主运行的要求，即可以一组服务函数的形式实现，也可以具有一组服务接口的对象实现。

2.3.2数控人机交互子系统：

负责接受来自键盘等输入设备的用户操作信息；同时实现数控系统其他构成单元的信息显示。在操作系统图形用户接口的支持下，数控人机交互子系统可以进程的形式实现，与数控系统软件的其他构成部分以进程通信的方式进行信息交互，包括共享内存、管道、Socket等；数控人机交互子系统也可以与数控系统软件的其他部分公用一个进程，以线程的形式实现，则与其它部分共享进程内存空间。在Windows族类操作系统支持下，数控人机交互子系统可以采用MFC提供的Doc/View模式开发实现。不论何种方式，数控人机交互子系统均采用主动运行的工作方式，包括查询操作输入和周期性的数据显示刷新。在Windows族类操作系统支持下，输入可以采用Windows消息实现，数据显示刷新可以在timer或多媒体定时器的周期任务中实现刷新触发。数控人机交互子系统作为主动运行的子系统因其实时性要求比较低，通常可以不纳入到实时任务调度中，或以较低的优先级参与任务调度。

2.3.3插补器：

负责接受来自程序代码解析器解析和预处理过的宏观运动指令(直线、圆弧、NURBS曲线等)；将运动指令插值为伺服设备能够执行的微观增量指令，并且严格周期(1ms,2ms,4ms等)方式通过数控设备驱动向伺服位置闭环控制器输出。由于对插补器具有严格周期输出的需求，通常插补器以实时线程或实时任务的形式，纳入实时任务调度。通常插补器的核心插补算法可以是经典的逐点比较法、数值积分法，也可以其他具有微分功能的参数方程等算法。

2.3.4伺服位置闭环控制器：

负责接收插补器计算结果，并根据该结果及伺服位置信息对伺服驱动进行位置闭环，从而控制电机带动执行机构实现精确的位置运动。伺服位置闭环控制器具有运行调度接口，在实时任务调度子系统调度下严格周期性(1ms,2ms,4ms等)循环运行。位置闭环控制器可以采用常规的PID调节结合前馈控制算法，以给定位置为控制目标，以来自数控设备驱动的电机位置/角度反馈为反馈信息，以伺服驱动的速度控制量为控制输出；计算得到的速度控制量通过数控设备驱动，最终送达伺服执行。

2.3.5PLC子系统：

主要负责设备(数控机床)控制所必需的辅助功能，包括冷却、润滑、主轴开关等。PLC子系统可以采用梯形图扫描方式执行，也可以将梯形图转化为布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言解释执行，或将逻辑语言最终编译为机器语言运行。为了响应数控系统自动加工程序中的M\S\T指令，PLC子系统为程序代码解析器提供M\S\T指令的服务接口；PLC子系统将接受到的M\S\T指令作为触发相应逻辑子程序的开关，一旦接受来自程序代码解析器的服务请求则启动相应的逻辑功能子程序。

2.3.6程序代码解析器：

主要负责调用数控加工程序文件操作器服务接口，为插补器提供宏观数据，具有一定的实时输出的需求，通常程序代码解析器以优先级较低的实时线程或实时任务的形式，纳入实时任务调度。程序代码解析器以行为单位获取数控加工程序；将字符串型的数控加工程序行经过词法分析(可以选用Lex)。指令类别甄别器在语法分析(可以选用Yacc)的基础上，针对每个解析出的关键字进行分类处理，例如对G代码的逐一处理，对坐标点的逐一处理，对M、S、T代码的逐一处理，上述工作由常规运动指令解析器完成，处理结果主要是根据G代码表征的运动请求结合坐标信息，转化为与插补器约定的数据结构，通过插补器对程序代码解析器的接口调用送入插补器。

2.3.7误差补偿器：

主要由从CNC系统中读取系统运行信息(主要是位置信息、轴的运动方向和温度信息等)用保存在其中的数学计算模型，计算出误差补偿值，图10是其工作流程图。

误差补偿功能是数控系统等高精度控制设备所必备功能，本发明的目的在于克服现有误差补偿系统技术中的不足，重新设计了误差补偿系统的工作流程。

如图3-4展示了使用传统误差补偿系统与使用本发明误差补偿系统的CNC补偿功能工作流程的差别。比较传统的补偿方法，在数控系统中使用我们发明的误差补偿方法后，可以在已经生效的误差补偿效果基础上，继续追加新的误差补偿，就可以逐步的使机床精度得到提高，逐步改善机床的精度，从而达到设计指标的要求，而无需一遍一遍的反复测量和修正误差补偿值，这样就大大的减少了许多重复的工作量。

如图5-6所示，比较了传统误差补偿系统与本发明的工作流程上的主要区别。本发明各个模块都可在各种数控系统的开发环境中，以各种的计算机编程语言来实现。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种数控系统中多次误差加权叠加的补偿系统，包括用于误差测量的仪器；其特征在于，还包括添加误差补偿文件的单元、误差文件解释器、误差补偿拟合算法运算器，计算误差补偿值的单元，以及接收误差补偿值指令的伺服位置闭环控制器；其中，

所述添加误差补偿文件的单元，根据所述误差测量仪器测量的误差向误差补偿文件中添加数据；所述误差补偿文件是记录测量误差样本点的数据文件，是保存了误差补偿需要的数据，由补偿数据段组成，每段用来描述一个坐标的一次测量得到的一组误差数据样本；所述补偿数据段包括补偿数据信息描述部分和误差样本数据部分；所述补偿数据信息描述部分，用于描述补偿过程参数，包括相关参数的名称或编号、被测轴的名称或编号、参数的变化量、参数测量及补偿起始位置和终止位置、参数测量及补偿方向，以及误差补偿权值；所述误差样本数据部分包括一组样本点，所述样本点的数据中包括参数值和误差值两部分；根据所述误差补偿文件得到最终误差EE_X补偿曲线的公式：

EE_X＝K₁×F₁(X,Y,Z)+K₂×F₂(X,Y,Z)+K₃×F₃(X,Y,Z)+......Kn×Fn(X,Y,Z)

其中X,Y,Z表示当前位置，F_n(X,Y,Z)为根据第n次测量误差样本拟合得到的误差函数，K_n为所述误差补偿权值，n取1，2，3……自然数；

所述误差文件解释器，用于检查误差补偿文件的格式是否正确，提取所述误差补偿文件中的误差补偿信息，分项在内存中建立误差补偿项数据列表；

所述误差补偿拟合算法运算器，用于计算中间点误差；采用直线拟合算法，计算出补偿方程并以一定的格式放入内存；其中，误差E_X为中间点误差，E_X1和E_X2为前后点误差，X₁和X₂为当前位置；

计算误差补偿值的单元包括程序代码解析器、插补器；其中，

所述程序代码解析器，用于解析用户编写的自动加工程序，满足插补器的输入需要进行数据转化，解析执行用户自动加工程序中的宏指令，包括表达式计算、循环、调转、逻辑判断及系统参数和宏变量的读写操作；

所述插补器根据所述程序代码解析器输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，一边计算一边根据计算结果向所述伺服位置闭环控制器发送误差补偿值指令；

所述伺服位置闭环控制器，用于驱动刀具将工件加工出所需的轮廓形状。