數(shù)控機(jī)床的熱誤差補(bǔ)償

　　熱變形誤差補(bǔ)償技術(shù)一般采用事后補(bǔ)償，采用各種檢測(cè)手段對(duì)數(shù)控加工時(shí)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行直接或間接的測(cè)量，然后根據(jù)己經(jīng)建立的誤差補(bǔ)償模型進(jìn)行誤差補(bǔ)償計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果反饋給數(shù)控系統(tǒng)，使控制器發(fā)出相應(yīng)的控制誤差補(bǔ)償指令以補(bǔ)償相應(yīng)的熱誤差。
　　熱誤差補(bǔ)償方法要求建立一套機(jī)床熱誤差數(shù)學(xué)模型，用以計(jì)算機(jī)床的熱變形誤差，通過(guò)對(duì)機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修正，使機(jī)床的加工精度得以提高。這種方法   大的特點(diǎn)就是用有熱變形誤差的數(shù)控機(jī)床，加工出的產(chǎn)品，因此，熱變形補(bǔ)償方法實(shí)現(xiàn)了低成本、   的生產(chǎn)目標(biāo)。針對(duì)數(shù)控機(jī)床熱變形的誤差狀況，通過(guò)對(duì)理想數(shù)控指令進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)熱誤差的補(bǔ)償目的。熱誤差補(bǔ)償方法不受數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)的類型限制，實(shí)現(xiàn)了跨系統(tǒng)方式的誤差補(bǔ)償，同時(shí)它還具有成本低，易于調(diào)試和不受機(jī)床機(jī)電特性影響等特點(diǎn)。具體的補(bǔ)償過(guò)程。
　　目前，許多機(jī)構(gòu)都對(duì)熱誤差的補(bǔ)償做了很多研究工作，如   密歇根大學(xué)的ChenJ. S教授等了包括幾何誤差在內(nèi)的多達(dá)32個(gè)誤差源的在線測(cè)量、數(shù)據(jù)處理和誤差補(bǔ)償系統(tǒng)。上海交大的楊建國(guó)等提出了魯棒建模方法研究機(jī)床熱誤差補(bǔ)償，沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院的于金等用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法辨識(shí)數(shù)控機(jī)床的熱關(guān)鍵點(diǎn)，天津大學(xué)的張奕群等用模糊聚類和相關(guān)分析的方法優(yōu)化和辨識(shí)機(jī)床外部的溫度測(cè)點(diǎn)。熱誤差補(bǔ)償也有其缺點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的時(shí)候，由于傳感器精度及其他原因的干擾，使得采集的數(shù)據(jù)可能失真，這樣就會(huì)對(duì)補(bǔ)償結(jié)果造成影響。
　　機(jī)床熱誤差補(bǔ)償方法普遍采用在線測(cè)量機(jī)床某些點(diǎn)的溫度變化，離線計(jì)算溫升一一熱變形數(shù)學(xué)模型，計(jì)算機(jī)床實(shí)時(shí)的誤差值，并將誤差補(bǔ)償值輸入到機(jī)床補(bǔ)償裝置中，對(duì)機(jī)床進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償。具體加工過(guò)程中的熱誤差是高度非線性的動(dòng)態(tài)、時(shí)變過(guò)程，若想根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)其進(jìn)行在線預(yù)報(bào)，則該經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?nbsp;  具有多輸入變量的非線性模型。建立機(jī)床熱誤差的溫升一一熱變形數(shù)學(xué)模型的方法主要有以下幾種。
　　.有限元方法(Finite Element Analysis)：該方法通過(guò)對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)的熱彈性變形和熱傳遞分析，對(duì)機(jī)床的熱誤差進(jìn)行估計(jì)。
　　.多元線性回歸方法(MRA, Multiple Regression Analysis )：該方法通常應(yīng)用于機(jī)床熱誤差的建模，建立機(jī)床關(guān)鍵部件熱狀態(tài)和機(jī)床誤差狀態(tài)之間的關(guān)系。
　　.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法(NN, Neural Network)：該方法能夠成功地對(duì)機(jī)床的誤差進(jìn)行映射，通常應(yīng)用于機(jī)床熱誤差的建模。
　　其中有限元方法主要是對(duì)機(jī)床熱變形進(jìn)行預(yù)報(bào)作用，通過(guò)對(duì)邊界條件的定義，計(jì)算出機(jī)床發(fā)熱的溫度場(chǎng)，找出機(jī)床發(fā)熱關(guān)鍵點(diǎn)，但其預(yù)報(bào)誤差的功能較差，一般只能預(yù)報(bào)2096- 30%的動(dòng)態(tài)誤差，所以常用于計(jì)算機(jī)床的靜態(tài)誤差。