精密平動軸的熱誤差分析與誤差建模.pdf

1、精密和超精密加工技術已經成為現(xiàn)代機械制造中重要的組成部分和發(fā)展方向，為了滿足零件曲面的復雜性和表面精度，對精密機床的加工精度要求已越來越高。平動軸作為機床的關鍵部件，它的精度直接影響加工精度。由光柵尺定位、直線導軌導向、直線電機驅動提高了平動軸的精度，但內部熱源與環(huán)境溫度的變化會造成平動軸熱變形，產生的熱誤差對平動軸精度造成很大影響。因此有必要對其精度進行分析，對熱誤差產生原因和變化規(guī)律進行研究，并建立精度較高的數學模型，為誤差補償提供

2、準確的數據。本文以光柵尺定位、直線導軌導向、直線電機驅動的平動軸為研究對象，主要從以下幾方面內容進行了研究:
　　1)對平動軸誤差元素進行分析，分析產生熱誤差的原因，利用齊次變換矩陣對誤差的運動學關系進行解析，建立包含三項熱漂移誤差的誤差傳遞矩陣，通過對熱漂移誤差的分離，建立了只包含熱漂移誤差的空間誤差模型，找到熱漂移誤差影響平動軸精度的機理。
　　2)利用有限元方法分別對直線導軌和光柵尺進行熱特性分析，通過仿真結果分析得到

3、兩者熱變形引起熱漂移誤差的大小及變化規(guī)律，并得到光柵尺對于溫度的變化極為敏感，熱變形產生的熱漂移誤差會極大的改變平動軸的定位誤差。
　　3)通過檢測平動軸不同狀態(tài)下的直線度誤差與定位誤差得到熱漂移誤差，來驗證仿真結果。通過熱漂誤差大小的比較，得到由光柵尺熱變形引起的熱漂移誤差是熱誤差的主要部分。
　　4)結合光柵尺熱膨脹對定位誤差影響的機理，通過實驗數據完成平動軸定位誤差中幾何誤差與熱漂誤差的分離，并建立熱漂移誤差模型，驗證