由于熱變形和傾斜，即使是最好的機床也不能達到標稱的精度。過去幾年，為了提高機床精度，人們提出了各種控制補償方法，包括導程誤差、雙軸交叉和3D 空間補償等。西門子(SiemensEnergy & Automation)為這些早期的補償方法研究作出了重要的貢獻。

　　

　　“VCS 不能把壞機床變成好機床，但是它可以讓好機床性能更好。這話聽起來有點糙，但這是事實，”西門子航天部門經理Timothy Shafer 說，該部門是率先對新的補償方法進行評估的部門之一。

　　性能能被提高多少? Shafer 說在測試中VCS 基本上可將精度提高75% 到80%, 并且有時會更高。例如在最近的一次龍門式數控鏜銑床客戶測試中，VCS將機床工作行程內的幾何誤差從0.016英寸降低到0.001 英寸。Shafer 指出西門子和客戶的所有測試都是在“全補償機床”上進行的，這種機床大都采用早期的補償方法。“我們沒有采用任何壞機床進行測試，”他說。

　　其中一些測試在Lockheed Martin公司進行，Joint Strike Fighter 計劃中的VCS 評估一直是該公司完成的。該公司 沒有立即對采訪要求做出回應，但是公司的一個工程師上個月在美國南卡羅來納州查爾斯頓舉行的SAE 航天制造和自動裝配大會上作了關于VCS 的報告。
　　工作原理
　　為了開發VCS，西門子借鑒了坐標測量機制造商在控制位置精度方面的成功經驗。Shafer 說，就像坐標測量機一樣，VCS 是基于一個幾何誤差“21 參數模型”。這個模型包含了影響三軸和五軸直角坐標型機床的21 個線性和旋轉誤差，包括和機床垂直度、定位、偏擺角、俯仰角、滾擺角和準直度誤差等Shafer 指出早期的補償方法僅僅針對線性誤差，沒有補償旋轉誤差。
　　VCS 校正時首先對機床上21 個誤差源的量級進行識別。一旦該步驟完成并且機床開始運轉，系統的控制算法就開始運行。如Shafer 所說，這些算法在控制器的插補周期內運行，對刀頭的計算和真實位置和方位進行調整。
　　西門子的VCS 不是業界唯一的幾何誤差補償系統。大學研究者們已經就這個問題展開了數年的研究。例如，哈德斯菲爾德大學工業協作精密科技中心已經自主研發了幾何誤差補償軟件。
　　然而使西門子的系統與眾不同的地方在于，它已經集成在商業的機床控制器上，保證了補償算法的實時性。“在閉環控制周期內一邊工作一邊實時進行位置計算，因此不會影響循環時間，Shafer 說，并且補充道，在這層意義上VCS 區別于采用離線補償算法的CMM 控制器。
　　VCS 最早的目標用戶很可能是航空航天業。乍看起來，似乎現有的補償方法已經足以滿足大型航天零件的加工尺寸公差。Shafer假設公差為±0.030 英寸，一般采用其他補償方法的稍微像樣點的機床都能滿足這個公差。然而更加精確的加工還有其他優點，通過提高控制精度可以提高合格率并且避免裝配零件時的匹配問題。“正是因為這些原因，航空工業對這個產品有很大的興趣，” Shafer說。除此之外，有些大零件，尤其是軍用飛機里的大零件，尺寸公差一般小于0.005 英寸，這就更加需要使用VCS。
　　非航天應用也是類似的。Shafer說VCS 也可以很方便地用于施工設備、石油天然氣鉆探設備、風力渦輪機和其他設備中大型零件的加工。“它可以用于任何需要進行大型零件精確加工的應用。”