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所有部件的加工誤差中大約有75%的誤差是因為溫度波動而導致。尤其是大型部件和大型設備。由于熱膨脹是在長距離或長杠桿上表現得更明顯，一種常見的解決方法便是把設備與環境的溫度維持在一個穩定的水平上，因為均衡的溫度可以避免設備變形。

為了使所有邊界條件保持恒定不變，設備上現有的所有熱源就必須24h處于接通狀態，同時加工流程也必須連續不斷地進行下去。但在工件加工數量較少的情況下，這種要求顯然是有問題的，這是因為每個工件的加工流程及其邊界條件是有很大差別的。此外，在大型部件和大型設備的條件下，往往是無法實現或者是要與極高的能源消耗相關聯的。

對變形狀態進行直接測量

Fraunhofer-IPT在多個研究計劃框架內尋找到一種可替代的技術方案：其基礎便是可直接對設備結構變形進行測量的傳感器系統。該系統可被永久性設置在機床設備上，在設備加工過程中對設備變形情況進行連續的監測。通過一種數學模型和數據處理，可以近似測出刀具中心點的偏移量。在下一個步驟中，可以對所測出的定位誤差進行糾偏。設備針對進刀軸來計算出校正數值并把校正數值傳送給控制系統。

測量原理基于在機床設備構造上集成了碳素纖維強化的塑料棒(CFK)。這種棒材因熱膨脹系數小而保持熱穩定，并可作為變形量測量的參照系。通過對棒材的無張力松緊支承，可以很精確地直接測出棒材在整個過度張緊的長度上的平均膨脹量。

對長度變化的測量通過一個常規的行程傳感器在松動的支承一側進行。接觸式和無接觸式測量方法，包括光學測量方法均已得到測試。對于傳感器的設置，依據不同的使用場合開發出一種標準構件系統。由此，在新型機床設備的設計階段即可對傳感器系統進行考慮，并可將傳感器系統預埋在反應樹脂混凝土基座上。

系統設備也允許加裝

可以通過螺栓直接固定在機床設備外機身上的一種傳感測量系統，同樣也可以在現有的機床設備上進行加裝。因此，企業無需投入大量資金，即可在現有設備上加裝此類傳感器測量系統。

Fraunhofer-IPT與合作研究單位一起，已經在一臺現有的大型機床設備上安裝了此類測量系統，以便直接測量出20m的長設備機身的膨脹程度。該測量系統可以顯示出設備機身在不同溫度影響下的工作狀態。在如此長距離上的測量精度可以達到20μm，因此與一個激光干涉儀的精度大體相當。

數學模型至關重要

在另外一個應用場合中，對一臺常規大小的銑床的主軸箱上的變形量進行研究。在那里，測量長度大約為0.5m。對用于這種場合的傳感器系統進行了相應小型化的處理。

對定位誤差進行成功糾偏的核心意義在于數學模型的功能性(除了高精密和長時效的測量技術之外)。開發該模型的目的是省去費時費力的學習和掌握階段。該模型唯有在顧及設備構造和傳感器系統的外形的情況下方可被協調好。

對此，Fraunhofer-IPT的工程師們在試驗臺上進行了大量卓有成效的試驗工作。首先根據傳感器所測得的數據進行查驗，看所測得的變形與實際偏移之間是否存在一種線性關系。所使用的試驗臺完全符合機床設備柱體狀況：長方體座為礦物體鑄件，在其上面設有一個結構內置的傳感器系統。長方體座借助于電熱元件被置于各種不同的變形狀態，由此在長方體座兩側之間所出現的大約10℃溫度差的不對稱溫度分布，就會導致大約100μm的位置偏移。內置傳感器的信號會與外部變形測量數值進行比對。

通過“曲線匹配”法，可為一次彎曲動作測量出低于2%的直線性的近似直線關系。通過對此類變形的測定，可以勾畫出因膨脹和彎曲而引起的大部分位移。在機床設備的外形上，這種偏移會以定位偏差和直角誤差的形式出現。

在試驗臺上的成功糾偏

依據所驗證的直線特性來構建模型。這種模型把長方體座的外形參數作為一種強制性條件來進行校正計算。模型計算同樣在試驗臺上確定。在長方體座簡單彎曲的較理想的情況下，模型偏差大約為長方體座誤差的5%。對該可靠測量的結論是：在設備機架上使用該系統并實施相應的糾偏功能，因機架變形而造成的刀具中心點變形，最大可以減小95%。

在經過很多的試驗之后，下一個研發步驟便是把傳感器系統結合到設備的控制系統上。為了實現富有成效的糾偏，必須首先對設備數據(尤其是進給軸和刀具數據的額定數值)進行讀取，以便客觀的對杠桿長度作出考慮。在另一端，控制系統的校正數據必須再次被導入，從而使進給軸的額定數值與校正值進行匹配。

數學模型計算持續時間大約為100ms。這個時間對于熱狀態改變的思考來說是非常充足的，甚至還有足夠時間去糾正因機械負荷而造成的變形。隨著設備控制系統的計算能力進一步提高，在控制系統里集成校正機理，也是一種有效的技術選擇。