20世紀(jì)90年代中期以來，工業(yè)發(fā)達(dá) 紛紛調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策與技術(shù)政策，將高發(fā)展轉(zhuǎn)向制造技術(shù)。 出臺(tái)了“制造技術(shù)計(jì)劃”和“制造技術(shù)中心計(jì)劃”，德國(guó)出臺(tái)了“制造2000計(jì)劃”，日本實(shí)施“智能制造技術(shù)計(jì)劃”。為提高制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，發(fā)達(dá) 著力研究戰(zhàn)略性關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)革命，為搶占競(jìng)爭(zhēng)制造點(diǎn)確立技術(shù) 基礎(chǔ)。我們 正努力從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)，迫切需要提高制造技術(shù)的精度和質(zhì)量。
通過嚴(yán)格控制生產(chǎn)環(huán)境，增加機(jī)床剛度及制造和裝配精度等措施，來提高機(jī)床加工精度的傳統(tǒng)方法很難滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。熱誤差補(bǔ)償技術(shù)無需對(duì)機(jī)床進(jìn)行硬件改造，便可較大幅度的提高機(jī)床的加工精度，己經(jīng)逐步發(fā)展成為當(dāng)今提高數(shù)控機(jī)床加工精度的主要方法之一。
熱誤差補(bǔ)償技術(shù)對(duì)于提高數(shù)控機(jī)床加工精度具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，實(shí)現(xiàn)了人們來一直希望的進(jìn)一步提高我們 的機(jī)床精度的愿望。該技術(shù)非常適合于我國(guó)制造工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，即工業(yè)底子薄，機(jī)械制造精度普遍不高，中、低檔數(shù)控設(shè)備比率較大，且在短期內(nèi)難以對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行大量的 新和改造。攻克熱誤差補(bǔ)償技術(shù)難關(guān)，進(jìn)而廣泛推廣使用誤差補(bǔ)償技術(shù)，無疑會(huì)帶來我國(guó)機(jī)械工業(yè)整體質(zhì)量的提高，創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益。
我國(guó)機(jī)械加工系統(tǒng)量大而廣，機(jī)床總量約700萬臺(tái)，居世界 。若每臺(tái)機(jī)床額定功率平均為10kW，則總功率約為7 000萬kW，約為三峽電站總裝機(jī)容量(2 250萬kW)的3倍，可以看出，我國(guó)機(jī)床裝備耗電總量驚人。同時(shí)， 麻省理工學(xué)院Uutowski教授的研究表明，機(jī)床能量消耗總量所帶來的環(huán)境排放也巨大團(tuán)，因此對(duì)機(jī)床的能量消耗研究具有重要的意義。機(jī)床能耗包括機(jī)床空載能耗、切削能耗和附加載荷損耗三大部分，其中空載能耗在機(jī)床空載運(yùn)行和加工過程中均存在，如何降低機(jī)床空載能耗是提高機(jī)床能率的重要課題之一。建立了普通機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的能耗模型，揭示了機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率與轉(zhuǎn)速近似成二次函數(shù)關(guān)系，這些結(jié)論適用于電機(jī)運(yùn)行工頻時(shí)(50Hz)的普通機(jī)床。與普通機(jī)床不同，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)使用變頻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)主軸無級(jí)變速，簡(jiǎn)化甚至取代了機(jī)械傳動(dòng)式變速機(jī)構(gòu)，同時(shí)變頻技術(shù)由于改變了電源頻率，也給數(shù)控機(jī)床帶來了不同于普通機(jī)床的能耗特性。對(duì)數(shù)控機(jī)床變頻調(diào)速運(yùn)行過程中的能量特性進(jìn)行了研究，建立了變頻調(diào)速主軸系統(tǒng)的功率平衡方程，但是沒有考慮頻率變化對(duì)主軸電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)能耗的影響；同時(shí)，提出了一種相鄰工步間的空載運(yùn)行節(jié)能方法，該方法可以避免機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間處于空載運(yùn)行狀態(tài)。但是頻繁啟停主軸電機(jī)會(huì)引起機(jī)床振動(dòng)并影響電機(jī)壽命。
