基于轉(zhuǎn)速和累積熱誤差的主軸補(bǔ)償模型*

卓 明，耿繼青，崔 中，夏 凱

(1.廣東省高性能伺服系統(tǒng)企業(yè)重點實驗室，珠海 519070；2.珠海格力電器股份有限公司，珠海 519070)

0 引言

隨著機(jī)床制造和裝配精度的提高，機(jī)械誤差在總誤差中占比下降，由熱產(chǎn)生的誤差已成為加工誤差的主要誤差源。主軸作為機(jī)床的核心部件，其發(fā)熱不可避免，主軸前端的熱伸長直接影響刀具與工件的相對位置，引入加工誤差。因此，開展主軸熱補(bǔ)償方法研究，對提高加工精度及提升主軸的附加值具有重要意義。

溫度與電主軸熱伸長直接相關(guān)，因此國內(nèi)外基于電主軸溫度-熱伸長關(guān)系建立預(yù)測模型是一大研究熱點。YANG等[1]對溫度-熱伸長預(yù)測模型建立的數(shù)據(jù)獲取方法、常用建模方法、溫度關(guān)鍵點選取方法進(jìn)行了綜合闡述。張毅、楊漪等[2-5]對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法進(jìn)行了研究，QIAN等[6]對比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，蟻群算法，及最小二乘法三種溫度-熱誤差預(yù)測模型的預(yù)測精度。魏弦、王桂龍等[7-8]結(jié)合模糊聚類理論和灰色關(guān)聯(lián)理論或相關(guān)分析，對溫度測點的優(yōu)化選取進(jìn)行了研究。LI等[9]通過理論、仿真、實驗分析，指出主軸熱伸長受多個變量影響，包括當(dāng)前溫度、轉(zhuǎn)速和上一時刻溫度、熱伸長，通過多元回歸分析或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的多變量熱補(bǔ)償模型預(yù)測效果優(yōu)于單一的溫度變量模量。

上述基于溫度的熱伸長預(yù)測模型多局限于從理論層面擬合精度去評估模型預(yù)測效果，實際上機(jī)效果研究較少。楊建國等[10]借助于FANUC數(shù)控系數(shù)提供的外部機(jī)床坐標(biāo)系偏置功能，實現(xiàn)基于溫度的熱補(bǔ)償功能上機(jī)實驗。……