加工中心热误差补偿研究(下)
2热误差补偿实验验证图3实验样件示意
*:表示未经补偿加工的凸台+:表示经补偿加工的凸台-:表示理论值所在位置
图5凸台高度比较
样件设计及实验方案
考虑到实时补偿和验证模型的方便，整个试件如图3所示，基准面为底面和两个相邻的侧面。一天加工一行凸台(共10个)，两天的加工程序和环境温度情况尽可能一致；某一时刻只加工一个凸台的三个侧面，并在主轴以800r/min的速度空运转一定时间后，再接着加工下一个凸台。凸台的尺寸为9mm×28mm×10mm，在一个凸台上耗费的加工时间在2min以内。
补偿加工时，在加工每个凸台前，微机实时拾取温度数据，通过补偿程序计算出误差量并修正加工程序；继而把修正后的加工程序迅速传输给加工中心，整个过程可控制在8s以内。因为机床的温升速度有限，所以可以认为这种补偿方法是实时的。补偿程序流程如图4所示。
图4补偿程序流程图
补偿结果试件经三坐标测量机测量后，将未经补偿的10个凸台与补偿加工后的10个凸台进行对比，结果显示补偿效果显著，精度提高平均在85%左右(见表和图5)。
3结论
本文应用基于多体理论的误差分析理论和方法，建立了三轴加工中心的热误差模型，并结合MAKINO加工中心进行了热误差参数辨识和实验验证，取得了满意的补偿效果。研究结果证明，对于数控机床，通过该建模理论和相关的辨识方法，能既经济又显著地提高机床的加工精度，具有一定的推广和应用价值。
文章关键词： 热误差 加工中心
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