2 項目組織

3 研究內(nèi)容和方法

1. 機床熱變形的測量策略
   
   (1)溫度變化測量 用紅外攝像機探測機床的熱源和溫度場，確定機床溫度變化的大致情況贸诚。并在機床上選擇多測點用溫度傳感器連續(xù)測量機床在不同工況下的溫度變化情況方庭。課題研究的重點之一是如何選擇最少的傳感器和找到最佳測量位置，而又能最大程度地和機床的熱變形誤差相對應(yīng)酱固。
   
   試驗結(jié)果表明械念，機床加工點的熱變形誤差并不是僅僅和機床某一點的溫度變化有線性對應(yīng)關(guān)系。在研究溫度測量技術(shù)中运悲，對多種傳感器的應(yīng)用進行了比較研究龄减，包括熱敏電阻、熱電偶扇苞、半導(dǎo)體測溫傳感器和集成傳感器等欺殿。
   
   (2)熱變形誤差測量 機床的熱變形誤差主要體現(xiàn)在刀具與工件的相對位移上。測量方法是用熱膨脹系數(shù)極小的鎳鐵合金棒代替刀具鳖敷，把若干個位移傳感器固定在工作臺上脖苏，測量機床在各種加載條件下的對應(yīng)于機床溫度變化時三個坐標方向的位移誤差和角位移誤差程拭。加載包括不同的主軸轉(zhuǎn)速和工作臺進給速度。測量位移的傳感器有感應(yīng)式盼掘、電容式督羊、激光測距儀等。
   
2. 機床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
   機床結(jié)構(gòu)優(yōu)化是在分析熱變形的基礎(chǔ)上彰巫，改進機床結(jié)構(gòu)塑赁，最大限度地減少發(fā)熱元件(熱源)和發(fā)熱元件對機床的影響，包括采用一些冷卻措施童丢。
   
3. 數(shù)據(jù)處理和補償方法研究
   將在不同的機床上測量得到的溫度變化和熱變形數(shù)據(jù)集中到兩所大學進行數(shù)據(jù)處理糠味。分析出機床熱變形的基本規(guī)律并提出對機床設(shè)計改進的建議。大學的另一項主要任務(wù)是研究熱誤差補償?shù)姆椒ㄔ癯怠ｍ椖咳蝿?wù)書中已根據(jù)調(diào)研確定了一些數(shù)學模型和補償方法渊伐，學校的研究人員要用實際測量數(shù)據(jù)對列出的模型和方法逐一進行驗證。補償用的數(shù)學模型包括：熱力學模型阀严、線性回歸模型多析、多元回歸模型、有限元模型砚凳、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制模型初祠。
   
4. 熱變形誤差測量新技術(shù)的研究
   
   由KRYPTON公司和德國阿亨工業(yè)大學合作進行的熱變形誤差測量新技術(shù)研究是一項探索性的研究。他們在機床上設(shè)置一些標志鳄橘，例如紅外發(fā)光電子管声离，用兩個高分辨率CCD攝像頭在不同位置測量機床的微小熱位移并連續(xù)記錄其軌跡。這項技術(shù)由于難度比較大挥唠，和實際應(yīng)用還有一定距離抵恋。
   
5. 對三坐標測量機的熱誤差研究
   
   三坐標測量機被認為是機床的一個特例。但作為精密測量用的設(shè)備宝磨，其熱變形誤差尤其重要。因此盅安，需要專門對它進行測量和研究唤锉。上述的一些測量研究方法同樣應(yīng)用于測量機上。研究工作由魯文大學和COORD3公司聯(lián)合進行别瞭。COORD3用激光測量環(huán)境溫度變化時的絕對誤差窿祥，魯文大學用位移傳感器測量對應(yīng)于機身溫度變化時的相對誤差。數(shù)據(jù)處理和補償模型由魯文大學完成蝙寨。

4 部分研究成果

5總結(jié)