数控微磨床热误差的补偿方法.pdf

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1、2013年8月机床与液压Aug．2013第41卷第l5期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．15．011数控微磨床热误差的补偿方法舒启林，吕玉山，李玉龙(1．沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110159；2．沈阳理工大学汽车与交通学院，辽宁沈阳110159)摘要：为消除数控微磨床热误差对加工精度的影响，提出了基于多元回归理论的数控微磨床热误差在线补偿方法。针对自行设计的数控微磨床建立热误差模型，采用TC一3型温度测试仪

2、和激光干涉仪分别获取微磨床热敏感点的温度数据与刀具主轴变形量；根据多元回归理论，通过计算判定系数和残差平方和来选取热误差模型的最佳变量组合。实验结果表明：运用多元回归理论，以最佳变量组合来建模，能够显著提高热误差建模精度。微磨床刀具主轴的径向热误差由8m减少至1m以内。关键词：数控微磨床；多元回归理论；热误差在线补偿；最佳变量组合中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)15—042—3CompensationMethodforCNCMicro-grinderThermalError

3、SHUQilin．LVYushan，LIYulong(1．SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangLigongUniversity，ShenyangLiaoning110159，China；2．SchoolofAutomobileandCommunication，ShenyangLigongUniversity，ShenyangLiaoning110159，China)Abstract：InordertoeliminateinfluenceofNCmicro—grinderther

4、malerrorsonmachiningaccuracy，anonlinecompensationmethodforthethermalerrorsofNCmicro—grinderwasproposedbasedonmultipleregressiontheory．Aimingattheself-designedNCmicro-grinder，themodelofthermalerrorswasestablished．ByusingTC-3temperaturetesterandlaserinterferomete

5、r，thetemperaturedataofheat-sensitivepointandthedeformationofthetoolspindleofmicro—grinderwereobtainedseparately．Accordingtomuhiplere-gressiontheory，throughcomputingthedeterminationcoefficientandsquaressumofresidualerrors，thebestcombinationsofvariableswereselect

6、ed．Experimentalresultsshowthat，byusingmultipleregressiontheory，withthebestcombinationsofvariablestomodel，theaccuracyofthermalerrormodelCanbeimprovedsignificantly．Theradialthermaleroroftoolspindleofmicro—grinderisreducedfrom8g,mto1um．Keywords：NCmicro—grinder；Mul

7、tipleregressiontheory；Onlinecompensationofthermalerror；Bestcombinationsofvariables最近几年，在军事、航空航天及生物医药行业重点针对微磨床进行热误差建模并进行误差补偿。中，由于微型零件的加工需要，普遍期望设备能够更精巧，更加容易操作，需要能够加工微小复杂零件且精度较高的设备。因此，桌面化微型机床u的研制就显得十分必要。作者以自行设计的数控微磨床为研究对象建立热误差模型并进行误差补偿。该微磨床主要由超高转速的磨削主轴和工件主轴、自动微砂轮交

8、换系统、伺服控制的微纳米进给工作台、微冷却系统、CCD图像高精密数控系统、识别监测系统所组成。该微磨床能完成各种微轴类(th100～1000m)零件、孔类零件的磨削，其结构如图1所示。由于微磨床的精度要求非常高，各系统对温度的变化非常敏感，因此热误差对加工精度影响很大。为了减小微磨床的热误差，提高微磨床的加工精度与质量，文中将图1数控微磨床三维