數控機床溫度敏感點變動性及其影響分析

王嬋

摘 要：數控機床是用程序來操控系統的一種自動化機床。數控機床用于多樣式的零件加工，代表著現代控制技術。數控機床溫度敏感點就是利用數控機床熱誤差補償技術來建立一種反映機床溫度場變化的一種變化模型。這個控制模型能夠以準確和精準的數據來檢測數控機床的溫度變量區間。溫度敏感點的變化會引起模型的精準程度產生影響。本文分析了數控機床溫度敏感點變動性及其影響，通過分析得知主成分回歸算法建模的方式能夠減少溫度變化對于整個機床控住模型檢測精準的影響，進而保證模型的性能不受影響。

關鍵詞：數控機床;溫度敏感點;變動性

引言

數控機床用于高精復雜零件的加工，如果在其加工處理中各個機床部件的時候，在部件和機床切割的位置出現溫度不一致的熱量誤差就會使得零部件加工出現錯誤。而數控機床操作誤差中，熱誤差占據著重要的比例。通常由于對數控機床的設備改善和設計需要較高的技術水平和耗資巨大，對于數控機床的熱誤差控制領域做的不是很好，因此有必要探究熱誤差補償技術的基本性能和發展方向，這對數控機床的未來發展作用顯著。

1.數控機床溫度敏感點的概況

數控機床熱誤差補償技術主要是以高精準、穩定性能強的數學模型為載體。它需要在數控機床上安裝能感受溫度變化的傳感器，而模型的基本變量就是傳感器的溫度變化和數控機床自身的熱量誤差組成的。機床上的溫度傳感器要安裝在合適的位置，確保能夠最大程度的收集到整個機床的溫度變化范圍，還要對數控機床周圍的環境變化加以改善，減少一些因素對于傳感器溫度測量的影響，減小模型在預測數據的誤差范圍。而這個合適的位置我們可以叫做溫度敏感點。隨著科學技術水平的提升，很多專業人士對數控機床的溫度敏感點有所研究。通過專家們的認真試驗和研究，采用相關性變量選擇和現代技術相結合，把數控機床的溫度敏感點控制在了一定的范圍，大大減少了人們在實際操作者需要不斷測試溫度敏感點的時間。

傳統的確定數控機床的溫度敏感點都是通過機床在加工零件時所得的數據和在假設情況下計算得出的結果相對比。然而在實際操作中，數控機床本身是一個大型的裝置結構，不能準確的確定溫度敏感點是否能夠在加工處理零件時保持不變，因此對數控機床的溫度敏感點確定更加困難。而根據Leaderway-V450型數控機床來采取現場實踐分析，運用不同的檢測方法來檢測模型中溫度敏感點的位置，得出的結果還是與計算相差甚遠，且這樣得出的預測數據穩定性不強。因此，溫度敏感點會在數控機床的操作中一直變化，要想確定模型數據預測的準確性就需要研究好數控機床的熱誤差補償技術。

2.數控機床溫度敏感點變動性分析

以Leaderway-V450型數控機床為例，在進行溫度敏感點測試時，需要建立數學模型。需要溫度傳感器的位置放在不同的機床軸端來測量發熱情況并做好記錄登記。同時為了減少預測數據的誤差，還要對不同時間段來收集數據。通過多批數據的對比分析，再結合實驗中的溫度變化等因素來探討預測中溫度敏感點數據。在運用機床熱誤差技術時，溫度的變量選擇也相當重要，如果沒有選取恰當，就無法在后續的機床溫度敏感點測試上找到真正的變化規律。在最初的數控機床結構選取上，也要以建模形式為主。傳統的溫度敏感點分析以試湊法為主，這樣不僅消耗了大量的實驗時間，還是對傳感器資源的不合理利用。因此對數控機床的敏感點預測應該先基于理論數據的計算，將傳感范圍盡量縮小，這樣能有效提高檢測數據的工作效率，還能提升最后預測數據的準確性。

3.數控機床溫度敏感點的變動性的影響

在機床的溫度敏感點測試中，選擇正確的傳感器位置是熱誤差補償技術的核心領域和需要突破的關鍵技術。溫度敏感點的變化將會影響數學建模中數據參考價值。這個數據建模中的數據資源能夠幫助數控機床加工更加復雜精密的零件，也是有效提升我國機電一體化水平的關鍵技術。隨著近年來各國工業化水平不斷提高，對于數控加工技術要求更加先進和精密。要科技的前沿更加要注重改善數控機床對于部件加工的精良程度，為其他工業的發展提供良好的加工環節。

通過分析可以知道，傳感器的溫度變化帶來機床溫度敏感點的變動會對熱誤差補償技術建模預測數據產生影響，也會影響數據的準確使用。而通過溫度敏感點的選擇是可以改善熱誤差補償建模的準確性的。因此要在理論計算的基礎上，確定好傳感器的位置范圍，通過整體統計數據來采用盡可能少的傳感器來測量建模所需的數據，同時只要保證最終熱誤差補償技術中得到的建模數據誤差小，就能綜合的將數控機床用于其他產業的生產中，其預測的數據準確度越高，能夠實現的經濟效益就會越顯著，同時在以后的測量溫度敏感點上，要更加綜合考慮經濟和其他因素，同時對傳感器的選取應用上也要加以區別。

結束語

熱誤差補償技術是影響數控機床加工的重要方面，這對溫度敏感點的變動性測量同樣有影響。由于加工材料的不確定以及加工周圍環境變化影響，因此需要在收集建模數據變量時要采用溫度敏感點來衡量整個機床溫度場的變化情況，以此來保證機床加工的部件能夠減小誤差，降低加工成本，使數據機床加工的效果更加優化。

參考文獻

[1]王謙.數控機床熱誤差檢測系統中熱敏感點的篩選策略[J].科技經濟導刊，2018，26（17）.

[2]羅忠輝，白路，肖奇軍，張廣潮，白諭幸.精密數控機床主軸熱誤差檢測與智能建模研究[A].全國地方機械工程學會.2017年第七屆全國地方機械工程學會學術年會暨海峽兩岸機械科技學術論壇論文集[C].全國地方機械工程學會：海南省機械工程學會，2017：5.

[3]李靖，張文婷.淺談數控機床的熱誤差檢測及補償技術[J].石化技術，2017，24（08）.

[4]劉義.數控機床熱誤差補償模型穩健性理論分析及其應用技術研究[D].合肥工業大學，2017.

[5]苗恩銘，劉義，高增漢，劉輝.數控機床溫度敏感點變動性及其影響[J].中國機械工程，2016，27（03）.

（作者單位：湖北工程職業學院）