高速电主轴热误差实验与预测建模

发布时间：2021-12-22 04:51

　　数控加工中心采用高速电主轴,由于电主轴发热导致主轴工作端明显热延伸,严重影响加工精度。以数控精雕机用永磁同步电主轴为研究对象,通过建立热特性实验平台,测试电主轴在不同转速、不同工作条件下的特征温度和热误差数据,建立基于自然指数函数的电主轴轴向热误差预测模型。在不同的工况下对模型的补偿结果进行实验验证,验证结果表明:该预测模型简单、精度较高,且建模成本较低,可以快速应用到实际的加工环境中。 

【文章来源】：机床与液压. 2020,48(10)北大核心

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【部分图文】：

电主轴热误差实验测试示意

图1 电主轴热误差实验测试示意实验原理:在电主轴的表面贴附上温度传感器采集温度数据,利用非接触式距离传感器测量电主轴的轴向热变形,温度传感器和位移传感器将测量得到的温度和位移信号转换为微电信号,然后通过变送装置将微电信号转换成数据采集卡可以识别的输入电信号,数据采集卡将模拟数据转换成计算机可以识别的数字信号,再输入到计算机系统中进行处理,最后通过显示设备或存储设备对已处理的数据进行显示和储存。实验测试原理图如图2所示。

所以,可以得到该永磁同步电主轴在任一恒定转速下任何时刻的轴向热误差预测补偿模型,表示为式(9)由式(9)的任意转速条件下的电主轴轴向热误差补偿模型,可以预测电主轴在24 000 r/min恒定转速下的轴向热误差。图7为在转速24 000 r/min的条件下指数函数模型的预测补偿结果与实验结果的对比。


本文编号：3545795