基于分段拟合的机床大尺寸工作台热误差补偿模型

来源：机械工程学报杂志2015年第3期北京时间：

作者：张成新, 高峰, 李艳, 赵柏涵, 孟振华

单位：1.西安理工大学机械及精密仪器工程学院2.曲阜师范大学印刷学院

摘要：大型机床工作台在往复运动过程中，丝杠螺母会产生大量的热，一部分热量从螺母传入工作台导致工作台两侧翘曲，使工作台不同位置产生不同热误差。为提高大尺寸机床工作台的纵向热误差补偿精度，提出分段拟合热误差建模预测方法。该方法是沿工作台横向在多个位置建立对应点的纵向热误差模型，然后由各点单模型预测值进行分段拟合建立工作台整体预测模型，利用分段拟合模型实现对工作台任意位置热误差预测。同时为了提高热误差模型预测精度和鲁棒性，采用粒子群优化算法根据实时反馈热误差数据对模型参数辨识，使热误差模型能适应机床最新的工作状态。在一台三坐标铣床工作台上进行试验，建立X轴快速运动时工作台纵向热误差模型，试验结果表明：该方法鲁棒性好预测精度高，能够实现大尺寸工作台任意位置的热误差补偿，且具有一定的通用性。

关键词：分段拟合,工作台,热误差,实时辨识,数控机床；

基金资助：国家自然科学基金(51375382)、国家科技重大专项(2012ZX04012032)和陕西省科技厅(2013JM7014)资助项目