加工中心溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化及熱誤差建模技術(shù).pdf

1、柔性加工生產(chǎn)線的可靠性和精度穩(wěn)定性很大程度上取決于其加工過程中的關(guān)鍵設(shè)備——加工中心。因此，加工中心加工精度的高低直接決定著生產(chǎn)線上產(chǎn)品的優(yōu)劣，而熱誤差是影響其加工精度的重要因素之一。該類誤差一般能占到機(jī)床總誤差的40％～70％，機(jī)床的精度越高，該比例值越大。目前，熱誤差補(bǔ)償技術(shù)是減小、消除機(jī)床自身的熱誤差，提高其加工精度的有效方法之一，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛、持續(xù)關(guān)注。本文基于“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國(guó)家科技重大專項(xiàng)資助課題“錫

2、柴重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋柔性加工生產(chǎn)線示范工程”中的子課題“機(jī)床的精度穩(wěn)定性和可靠性”，對(duì)機(jī)床的熱誤差補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了研究，完成的主要工作如下:
　　(1)闡述了本文的研究背景和研究意義，綜述了機(jī)床熱誤差補(bǔ)償技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上提出了論文所要研究的內(nèi)容，總結(jié)了研究思路。
　　(2)為求得加工中心在加工過程中隨時(shí)間變化的溫度場(chǎng)及每個(gè)熱源的溫度變化情況，對(duì)整機(jī)進(jìn)行了熱特性分析。采用有限元法進(jìn)行熱分析，包括建立幾何模

3、型、確定工程數(shù)據(jù)（比熱、熱傳導(dǎo)系數(shù)、密度）、網(wǎng)格劃分、添加熱載荷及邊界條件等，最終建立起機(jī)床的有限元模型，運(yùn)行求解、分析得出整機(jī)溫度場(chǎng)及其熱源點(diǎn)的溫度變化情況。
　　(3)分析了加工中心熱誤差的基本組成形式，總結(jié)了降低機(jī)床主軸熱誤差的措施:誤差防止法與誤差補(bǔ)償法。介紹了加工中心溫度與主軸熱誤差試驗(yàn)，搭建了試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)方案，并進(jìn)行了試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了分析，為后續(xù)的研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　(4)提出了一種機(jī)

4、床溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化方法，并給出該方法實(shí)現(xiàn)的思路和步驟。首先，采用相關(guān)性分析法，初步篩選出與熱誤差相關(guān)性較大的一些溫度測(cè)點(diǎn)，接著，對(duì)其分別進(jìn)行模糊聚類分析、灰色綜合關(guān)聯(lián)度分析，根據(jù)分析結(jié)果，建立起不同測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)的多元線性回歸模型，再依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論，篩選出模型預(yù)測(cè)精度最高的測(cè)點(diǎn)，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　(5)提出了一種機(jī)床主軸熱誤差建模方法，并給出該方法實(shí)現(xiàn)的思路和步驟。將優(yōu)化出的溫度測(cè)點(diǎn)及試驗(yàn)測(cè)得的熱誤差數(shù)據(jù)劃分成不同的樣本，從而可以建立