镗削加工过程中的误差补偿技术是机械加工工艺装备研究中的重要课题。以汽车工业为例，镗削往往是孔加工中最主要的工艺手段，而孔加工又往往是汽车关键零件自动生产线上最重要的工序。由于系统误差和随机误差的存在，极大地影响了镗孔精加工的质量和效率。因此，镗削误差补偿技术就成为开发此类自动生产线所必需的核心技术，而镗削刀具微量进给装置作为补偿动作的执行机构，又是误差补偿技术的基础和关键，当今加工的需求对镗削刀具微量进给装置的性能提出了越来越高的要求。
    由此可见，通过系统的研究，寻求新原理、新方法，以显著提高镗削刀具微量进给装置的性能及相关技术水平，对我国机械加工工业来说，既有重要的理论意义，又有可观的实际效益。

1 国内外研究概况
1.1补偿装置
    镗削刀具微量进给的主要性能指标有：最小进给量(分辨率)、重复定位精度、线性、最大进给范围。目前国内外研制的补偿装置各种各样，从产生微量位移的方式来看，可分为两大类：一类是利用一些特殊机构，如偏心式和斜盘式；另一类是利用刀杆或刀夹的弹性变形，如差动螺纹式、弹性刀夹式。相对而言，第一类补偿方式的机械传递环节较多，存在误差的可能性较大，因而在精密补偿中的应用受到限制。刀杆弹性变形分刀杆轴线相对主轴轴线倾斜(如差动螺纹式)和平移(如平行四边形机构)两种，其显著的特点是主轴与刀杆之间为弹性联接。由此产生的问题是：为避免在切削中产生动态振动，就必须在联接时提高其刚性，因而产生进给运动的驱动力就相应增大。另外，由于前者相对于后者的机械传动环节较多，因而从避免爬行以及产生最小单位补偿量方面来看，后者有更好的应用前景，但其弹性变形由电信号,压力油驱动，使得其可控性差。弹性刀夹一般是采用斜块推动刀夹产生弹性变形，从而实现刀尖的径向补偿。由于是刀夹的弹性变形，因此，不仅补偿线性较好，而且所需的驱动力相对于刀杆变形要小得多，可减小整个传动环节的不必要变形。从产生斜块轴向运动的方式来看，可以分为压电晶体及步进电机——螺母丝杠副两种方式。对于前者，它的变形是单向的，因此不能产生负向进给及让刀动作，加之本身的变形线性较差，因而其应用受到限制；而后者不仅能克服上述缺陷，而且还具有优良的控制性能，因而在实际中获得了广泛应用。不过囿于弹性刀夹的设计空间，当加工对象的孔径较小时，其应用受到限制。
    综合而言，有关镗削刀具微量进给装置的研究与开发存在的主要问题是：
    (1)精度指标的不高，制约了相关技术的研究与发展。就目前此类装置的技术水平而言，由于受原理和方法的限制，镗刀的微量进给精度只能达到微米级，且微量变形的驱动机构不可避免地存在间隙以及弹性变形，不能实现交替正负方向(甚至于连续单向)的微米级微量进给，使得此类装置仅适用于间断进给。如镗削形状误差的补偿及异形孔的加工，因为考虑到加工要求(尤其是表面质量)，有些微量进给的性能指标至少要高出一个数量级。
    (2)可靠性不高，妨碍了在工程实际中的广泛应用。目前此类装置在我国工程实际中的应用主要在尺寸误差的补偿方面，且基本上都是引进的技术，故障率高是一个普遍现象。究其原因，主要是机械传动的磨损及工作现场的污染等。因此，在原理和方法上创新，以提高镗削刀具微量进给装置的技术性能就显得尤为重要。

1.2误差预测模型
    关于误差预测模型问题，早在上世纪70年代末期，西安交通大学阳含和教授利用wiener滤波对尺寸误差预测问题作了深入的探讨。上世纪80年代初期，华中理工大学李培根教授在镗孔的尺寸误差预测中首先引入了kalman滤波。该方法的一个显著特点为：误差预测仅需要前一步的测量信息，大大地减小了在线计算的工作量。实验结果表明，镗孔尺寸精度得到了显著的改善，不仅几乎全部的系统误差得到补偿，而且50%的随机误差也得到了补偿。至上世纪80年代，国际上对这一问题的研究达到高潮，其中，美国的s.m.wu 教授所做的工作引起了广泛的注意，他在机械切削加工中首先引入dds(dynamic data system，又称time series——时间序列) 方法来建立误差预测模型，对轴类零件实施dds法控制的实验结果表明：圆度误差下降50% ，直线度误差下降80%，圆柱度误差下降60%。之后，美国的j.ni教授继承了他的工作，在误差预测模型中引入了自适应控制(adaptive control)方法。
    需要说明的是，建立在上述各种最优控制理论基础之上的尺寸误差预测模型还没真正获得应用，在实际系统中仍采用传统的尺寸限控制方法(3s原则)。究其主要原因，这类模型的参数与加工条件密切相关，需要通过一定量的试加工才能获得，而实际的加工条件又是动态变化的。因此，尺寸误差预测模型参数的自适应、自调节问题将是今后应用研究的一个重要方面，基于自学习的神经网络和遗传算法模型将是解决这一问题的有力工具。此外，有关镗孔的形状误差(如圆度)预测控制问题，由于受镗刀微量进给及实时测量技术的限制，难以建立相应的实验系统，国内在这一方面的研究还是空白。
    随着有关技术的不断完善和发展，一些工业化国家都已形成了各自的尺寸误差预测补偿控制系统，这些成果主要有：瑞典sandvik公司和意大利marposs公司共同研制开发的auto-comp专用镗床刀具补偿系统，其微量补偿装置采用步进电机—弹性刀夹方式，每脉冲可补偿0.002mm，最大补偿量0.2mm。德国gericon-samosatic公司研制开发的镗削误差补偿系统，在切削深度达0.4mm时，可保证得到iso6级以上的尺寸精度，其微量进给机构为压力油—平行四边形方式。另外，美、日等国公司也都开发了各自的尺寸误差自动补偿系统。