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1.2.2國內(nèi)滾珠絲杠熱特性的研宄現(xiàn)狀

在國內(nèi)，浙江大學(xué)對機(jī)床熱誤差補(bǔ)償特別是熱變形研宄得比較早，取得了重要的成果為溫度傳感器測點(diǎn)在滾珠絲杠上的選取和熱誤差模型的建立提供了重要的依據(jù)。學(xué)者傅建中提出了針對溫度誤差補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化模型：模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[2°]，并由軟件仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其模型的正確性。近年來，浙江大學(xué)組織研究了人工智能專家?guī)煸?nbsp;數(shù)控機(jī)床定位精度及誤差補(bǔ)償中的應(yīng)用，取得了很多的成果。浙江大學(xué)的學(xué)者還改進(jìn) 了數(shù)控機(jī)床熱誤差Fuzzy前饋補(bǔ)償方法，通過仿真驗(yàn)證了理論上的正確性，確立了國內(nèi)熱誤差補(bǔ)償?shù)念I(lǐng)先地位。

合肥工業(yè)大學(xué)的苗恩銘研宄了高精度滾珠絲杠的熱變形等對數(shù)控機(jī)床誤差嚴(yán)重的影響，建立了滾珠絲杠溫度分布和熱變形的模型。并根據(jù)能量守恒原理，采用平均

線膨脹系數(shù)的方式簡化了滾珠絲杠熱變形計(jì)算方法[18]。

北機(jī)所開發(fā)了綜合補(bǔ)償功能模塊，采用集成電路板的總線結(jié)構(gòu)將功能板插入 FANUC6ME數(shù)控系統(tǒng)擴(kuò)充槽中進(jìn)行試驗(yàn)研宄，從而使我國擁有了機(jī)床熱誤差補(bǔ)償、運(yùn)動誤差補(bǔ)償和機(jī)械變形誤差補(bǔ)償?shù)木C合補(bǔ)償能力與技術(shù)[21]。

華中科技大學(xué)加工中心研宄者對機(jī)床熱變形誤差補(bǔ)償?shù)难绣橙〉煤艽蟮目蒲谐?nbsp;果。比如，采用了機(jī)床熱誤差分布代表點(diǎn)的補(bǔ)償方法并進(jìn)行了試驗(yàn)研宄[22?23]。

華中理工大學(xué)學(xué)者宋洪濤針對磨削過程中產(chǎn)生大量熱量問題重點(diǎn)分析了滾珠絲杠的熱源，推導(dǎo)出滾珠絲杠溫度分布的理論計(jì)算方法。然后得到了滾珠絲杠的熱變形規(guī)律[23]。

西南交通大學(xué)的何震建立了滾珠絲杠伺服進(jìn)給系統(tǒng)溫度分布的數(shù)學(xué)模型，并基于熱傳導(dǎo)理論、有限元理論和熱變形理論等推導(dǎo)出了熱變形的數(shù)學(xué)模型。用有限元軟件 ANSYS對滾珠絲杠伺服進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)溫度分布場進(jìn)行了仿真分析[26]。本文的理論部分借用了這一思路研宄了空心滾珠絲杠的熱變形。

青島大學(xué)學(xué)者徐志良深入地分析并總結(jié)了高精度滾珠絲杠在磨削過程中的溫度分布規(guī)律，通過對一定邊界條件下的對二維傳熱模型和一維傳熱模型求解得到滾珠絲杠的溫度場分布[25]。本文采用一維模型簡要的計(jì)算出滾珠絲杠的內(nèi)部溫度場。

天津大學(xué)的鄧三鵬采用在線檢測的方法對滾珠絲杠熱誤差補(bǔ)償進(jìn)行了研宄。分析了加工狀況、支承軸承形式對滾珠絲杠熱變形不同的影響。借助多體系統(tǒng)理論(MBS), 建立了綜合誤差補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型包括測頭傳感器誤差、機(jī)床幾何誤差、主軸熱誤差，并針對實(shí)際工況研宄了 RBF網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和二次開發(fā)了算法與程序[11]。

大葉大學(xué)學(xué)者Cheng-H , Wu Yu-Tai Kung為了分析滾珠絲杠摩擦引起的溫升和滾珠絲桿傳動系統(tǒng)的熱變形的關(guān)系做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。首先測量滾珠絲杠的溫度值，然后用電容探針測得滾珠絲杠的熱變形。最后采用有限元方法分析滾珠絲桿的熱變形，實(shí)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了比較[28]。

蘭州理工大學(xué)學(xué)者芮執(zhí)元等建立了空心冷卻滾珠絲杠進(jìn)給過程中溫度分布和簡化的二維熱變形數(shù)學(xué)模型。通過ANSYS仿真與滾珠絲杠冷卻試驗(yàn)對理論模型進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)證[29]。

臺灣PMI銀泰有限公司研發(fā)的在一端封閉，另一端插入冷卻介質(zhì)管的空心滾珠絲杠的專利技術(shù)(臺灣專利107485V24],通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證冷卻效果明顯（如圖1.6)。

由滾珠絲杠副的研宄現(xiàn)狀可知：為了補(bǔ)償滾珠絲杠的穩(wěn)態(tài)誤差，國內(nèi)的專家學(xué)者針對不同的機(jī)床工況從不同的方面做了細(xì)致深入的研宄，比如伺服控制系統(tǒng)熱補(bǔ)償、軟件補(bǔ)償、優(yōu)化預(yù)緊力、隔離熱源、選擇軸承支撐、通入冷卻介質(zhì)方式等。從滾珠絲杠本身的補(bǔ)償措施主要沿著以下兩種思路：一是在絲杠上選取合適測點(diǎn)，建立溫度分布場，軟件反饋補(bǔ)償[5°'51]。二是采用將冷卻液通入空心絲杠進(jìn)行強(qiáng)制冷卻或同時對螺母吹冷氣的方法強(qiáng)制抑制滾珠絲杠的發(fā)熱問題[44?46]。另外，調(diào)研發(fā)現(xiàn)我國甚至還沒有自己的空心滾珠絲杠副應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上。我國對空心滾珠絲杠的研宄遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后國外的技術(shù)水平。因此，研宄國產(chǎn)空心滾珠絲杠在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用具有重要的實(shí)踐意義。

本文采摘自“空心滾珠絲杠在數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的應(yīng)用研究”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！

國內(nèi)滾珠絲杠熱特性的研宄現(xiàn)狀

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