精密數(shù)控機(jī)床全工作臺空間熱誤差補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

1、高檔數(shù)控機(jī)床作為國家的重要戰(zhàn)略資源，一直是一個(gè)國家裝備制造業(yè)不可或缺的工具，也是綜合國力強(qiáng)弱的標(biāo)志。影響精密數(shù)控機(jī)床精度的因素很多，其中熱誤差所占比重達(dá)到40～70％，因此如何有效減小熱誤差對高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的影響至關(guān)重要。調(diào)研國內(nèi)外科研工作者的研究現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)大多按照國際標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)床檢驗(yàn)通則第3部分:熱效應(yīng)測定》(ISO230-3:2007)的規(guī)定，由機(jī)床主軸與工作臺特定單點(diǎn)位置的熱變形來表征數(shù)控機(jī)床的熱特性，并根據(jù)數(shù)控機(jī)床上安置的

2、溫度傳感器的測量值與工作臺固定位置點(diǎn)的熱誤差進(jìn)行建模補(bǔ)償。
　　本文針對數(shù)控機(jī)床工作臺存在的平面度誤差以及機(jī)床各部件不均衡溫升產(chǎn)生的空間熱誤差對零件加工精度的影響，提出了一種機(jī)床全空間熱誤差補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方法。并通過對Leaderway V-450型數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，大幅提升了其加工精度。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　1)設(shè)計(jì)開發(fā)一套測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于在線檢測系統(tǒng)，通過數(shù)控機(jī)床空轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，可完成對全工作臺空間熱誤差和溫度信息的

3、采集，實(shí)驗(yàn)后分析所測數(shù)據(jù)，驗(yàn)證工作臺固定單點(diǎn)熱誤差建模補(bǔ)償方案的缺陷。
　　2)提出了全工作臺空間熱誤差建模的補(bǔ)償方案，在建模的過程中，采用模糊聚類對溫度變量進(jìn)行分類，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度分析篩選溫度敏感點(diǎn)，并首先建立15個(gè)測點(diǎn)的多元線性回歸模型，進(jìn)而根據(jù)補(bǔ)償時(shí)的溫度值建立每個(gè)溫度時(shí)刻的最小二乘曲面熱誤差模型。
　　3)改進(jìn)傳統(tǒng)熱誤差補(bǔ)償方案，將全工作臺空間熱誤差補(bǔ)償模型的建模方法及過程嵌入到補(bǔ)償器中，結(jié)合溫度敏感點(diǎn)的溫度值和機(jī)床