数控机床热因素对空间精度的影响及补偿技术研究

摘要

制造业的发展，对数控机床加工精度的要求越来越高，由热误差导致的数控机床精度下降的问题日益突出。通过对热误差进行补偿来提高机床精度的方法是十分有效的。
　　本文以配备华中8型数控系统的三轴立式加工中心为主要研究对象，围绕“数控机床热因素对空间精度的影响及其补偿技术”展开深入研究，通过对不同温度条件下机床各项误差的测量和分析，研究温度对各项误差的影响，建立相应的热误差补偿模型，并进行实验，验证补偿效果。本文的主要研究内容如下：
　　（1）数控机床温度测量平台搭建与热误差测量方法研究。利用聚类分析法与主因素原则相结合的方法对温度测点进行优化，最终选择丝杠螺母座与轴承座两处为关键测温点。利用华中8型数控系统+HIO1075+Pt100的方法搭建了机床温度测量平台。
　　（2）温度对数控机床空间误差的影响分析。包括对线性定位误差、直线度误差以及转角误差温度敏感性分析，引入影响度的概念，对比分析了温度对各项空间误差的影响程度。研究结果表明温度对运动轴定位精度的影响最大，对直线度与角度的影响程度因运动轴而异。同时，运用多元线性回归对机床空间误差项进行热误差建模。
　　（3）热误差补偿模型效果验证。研究HNC-8中现有的热误差补偿模块，分析其补偿模型。利用数控系统误差补偿模块，验证所建立的补偿模型的补偿效果。实验结果表明，模型的补偿效果十分显著，其中X/Y轴定位误差、X/Z轴直线度误差补偿效果达到90%以上。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 热误差研究现状

1.3 本课题主要研究内容

第2章 热误差理论分析与实验方案设计

2.1 热误差形成机理

2.2 热误差的测量与补偿技术研究

2.3 试验研究方案设计

2.4 本章小结

第3章 温度测量平台构建与热误差的测量

3.1 温度测点的选择与优化

3.2 温度测量平台构建

3.3 热误差测量试验

3.4 本章小结

第4章 温度对各项误差的影响分析及补偿模型建立

4.1 温度对X轴各项误差的影响分析

4.2温度对Y轴各项误差的影响分析

4.3温度对Z轴各项误差的影响分析

4.4 温度对机床空间误差的影响对比及分析

4.5 本章小结

第5章 热误差补偿模型的验证实验

5.1 HNC-8热误差补偿原理

5.2 热误差补偿模型精度检测

5.3 热误差补偿模型验证

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 课题展望

致谢

参考文献