加工中心热误差综合预测模型的研究.pdf

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1、2010年12月机床与液压Dec．2Ol0第38卷第23期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．38No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．23．019加工中心热误差综合预测模型的研究鼋蚕(广西工学院工程训练中心，广西柳州545006)摘要：提出一种以机床电机电流参数、速度参数及主轴冷却系统进、出油13的油温温差为热误差因子，利用多元线性回归模型，对加工中心切削过程的热误差进行实时预测的新方法。切削加工的实验结果表明，热误差的推定值与实测值具有良好的一致性。关键词：加工中心；热误差；预测中图分类号：TG659文献标识码：A

2、文章编号：100I一3881(2010)23—062—3ResearchonThermalErrorIntegratedPredictionModelofMachiningCenterrANGQingchun(EngineeringTrainingCenter，GuangxiUniversityofTechnology，LiuzhouGuangxi545006，China)Abstract：Byutilizingmultivariatelinearregression，takingelectricalcurrentparameter，speedparameteranddif

3、erenceintem-peratureatinportandoutportofcoolingsystemofmainspindleasthermalerorfactors，allewmethodwasprovidedforrealtimepredi—cationofthermalelTorduringmachining．Thecuttingexperimentalresultsshowthecalculateddeformationsareingoodagreementwithm~tsuredactualv,'dues．Keywords：Machiningcenter；T

4、hermalerror；Prediction在数控切削加工中，机床热误差是影响加工精度过程系统热交换的一个重要特征。对于这部分的热交的一个主要原因。目前，针对于机床热误差的预换，实际上可视为机床内部的一种特殊的热源——负测模型，多半采用以测量机床温度场分布规律来建立热源来处理，主轴冷却系统从机床本体带走的热量可热误差补偿模型的建模方法。由于机床的温度场通过测量冷却油泵出油口、进油口的油温温差来计分布规律的复杂性，在测量中必须布置大量的温度传算，即该部分热交换与主轴冷却系统出油口、进油日感器来找出各个温度测点的温度变化与热误差之间的的两点温差有关。变化规律，给测量及数据处理带

5、来了一定的困难。由以上分析可知，电流参数、速度参数及主轴冷机床的热误差，可视为其内部热源和外部热源引却系统冷却油泵出、进油口的两点温差是造成加工中起的机床各构件之间及机床与周围环境之间发生的热心热误差的关键因素。为了表达方便，以下统称它们交换的综合作用结果。其中，外部热源主要来自于为热误差因子。作者以三轴加工中心为例，以热误差机床环境温度的变化(如日照、切削热引起的机床因子为测量对象，对机床热误差的建模、测量及计算局部不均衡温升等)。在环境温度变化可以忽略的前方法进行探讨，并通过切削加工实验进行验证。提下，机床热误差产生的根源主要是其内部热源及热1三轴Jj~-r-中心热误差

6、的建模及计算交换的综合作用。对于机床本体来说，造成热误差的实验用三轴加工中心为日立精机制VM40m型立影响因素大致可以归结为以下三大类：(1)机床相式加工中心，机床主轴部分配有冷却系统。当主轴内对运动部件等处产生的摩擦热，与机床速度参数部温度上升到高于设定值时，冷却油泵工作，循环冷(包括主轴转数、各进给轴的进给速度)有关；(2)却油进入主轴内部，将主轴内部的热量带离机床本通电部件(主要为电机及CNC装置伺服放大器)等体，对主轴实行强制冷却；当主轴内部温度低于设定处产生的焦耳热，与电流参数(即电流的平方值)值时，冷却系统自动停止工作。机床主轴主电机为交有关；(3)主轴冷却系统

7、与机床主轴之间发生的热流感应式电动机，各伺服轴电机为交流同步电动机。交换。通常，三坐标联动的数控铣床及加工中心均配、Y轴采用闭环伺服驱动系统，轴采用半闭环伺服备有主轴冷却系统。主轴冷却系统工作时，将主轴内驱动系统。部产生的热量不定期地带离机床本体，这是机床切削经过分析，该实验用加工中心切削过程中主要的收稿日期：2009—10—13作者简介：唐清春(1972一)，男，硕士，讲师，研究方向为CAD／CAM／CAE。电话：0772—2687202，E—mail：gxtangqing-chun@163．corn。第23期唐