数控机床进给轴综合误差解耦建模与补偿研究

作     者：要小鹏 殷国富 李光明 YAO Xiaopeng;YIN Guofu;LI Guangming

作者机构：西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室绵阳621010 西南科技大学制造科学与工程学院绵阳621010 四川大学制造科学与工程学院成都610065 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2016年第52卷第1期

页      面：184-192页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11176027) 科技部重大仪器设备专项基金(2012YQ130226) 西南科技大学博士基金(14zx7163)资助项目 

主　　题：定位误差敏感度 机床进给轴 解耦分离 误差模型 补偿 

摘      要：为建立高精度的数控机床综合误差补偿模型,提出一种针对机床定位误差的解耦分离建模方法。通过对数控机床温度场与定位误差进行测量,研究机床在不同工况下温度场与定位误差的变化规律,基于该规律定义机床定位误差敏感度的概念,采用灰色关联度算法建立定位误差敏感度矩阵并优化了测温点。根据机床定位误差变化规律,利用多元回归和GM(1,n)算法对机床几何基准误差和热误差进行解耦分离建模,并将上述模型进行线性叠加构建机床定位误差综合模型。在不同工况条件下对一台VXC-560型加工中心进行在线补偿,试验结果表明机床x轴在冷态条件下的定位误差从11.1μm降低到4.5μm,降幅为59.5%,在热态条件下的最大定位误差由34.9μm降低到8.2μm,降幅为76.5%,并验证了采用误差模型直接驱动机床硬件进行补偿的新思路,具有一定的工程应用前景。