数控机床温度测点优化及热误差预测方法研究

摘要

热误差补偿技术是提高机床加工精度经济有效的方法，确定最佳关键温度测点布置位置和数目将极大提高机床热误差模型的精度和鲁棒性。针对一台立式加工中心，进行了机床热误差测量试验，根据其温度场，提出了模糊聚类与信息论相结合的方法，寻找最佳温度测点布置位置。该方法根据温度变量间的相似性，对温度变量聚类分组，然后利用互信息法对组内变量单独寻优，实现温度测点优化布置，最后利用多元线性回归分析建立机床热误差预测模型。在VMC1165立式加工中心进行了试验验证，温度测点减少为4个，热误差模型的拟合最大残差降低到5μm以内，相对于其他方法进一步提高机床热误差预测精度。