國(guó)內(nèi)滾珠絲杠熱特性的研宄現(xiàn)狀|加工中心
1.2.2國(guó)內(nèi)滾珠絲杠熱特性的研宄現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)，浙江大學(xué)對(duì)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(cè)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(duì)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(lái)，浙江大學(xué)組織研究了人工智能專家?guī)煸诰C(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)了精工機(jī)床熱誤差Fuzzy前饋補(bǔ)償方法，通過(guò)仿真驗(yàn)證了理論上的正確性，確立了國(guó)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(duì)精工機(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(jiǎn)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精工系統(tǒng)擴(kuò)充槽中進(jìn)行試驗(yàn)研宄，從而使我國(guó)擁有了機(jī)床熱誤差補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)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(duì)機(jī)床熱變形誤差補(bǔ)償?shù)难绣橙〉煤艽蟮目蒲谐晒?。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(duì)磨削過(guò)程中產(chǎn)生大量熱量問(wèn)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(duì)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(chǎng)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(guò)程中的溫度分布規(guī)律，通過(guò)對(duì)一定邊界條件下的對(duì)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(chǎng)分布[25]。本文采用一維模型簡(jiǎn)要的計(jì)算出滾珠絲杠的內(nèi)部溫度場(chǎng)。天津大學(xué)的鄧三鵬采用在線檢測(cè)的方法對(duì)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(duì)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(cè)頭傳感器誤差、機(jī)床幾何誤差、主軸熱誤差，并針對(duì)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,WuYu-TaiKung為了分析滾珠絲杠摩擦引起的溫升和滾珠絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)的熱變形的關(guān)系做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。首先測(cè)量滾珠絲杠的溫度值，然后用電容探針測(cè)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(cè)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(guò)程中溫度分布和簡(jiǎn)化的二維熱變形數(shù)學(xué)模型。通過(guò)ANSYS仿真與滾珠絲杠冷卻試驗(yàn)對(duì)理論模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[29]。臺(tái)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(tái)灣專利107485V24],通過(guò)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(guó)內(nèi)的專家學(xué)者針對(duì)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(cè)點(diǎn)，建立溫度分布場(chǎng)，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(shí)對(duì)螺母吹冷氣的方法強(qiáng)制抑制滾珠絲杠的發(fā)熱問(wèn)題[44?46]。另外，調(diào)研發(fā)現(xiàn)我國(guó)甚至還沒(méi)有自己的空心滾珠絲杠副應(yīng)用在精工機(jī)床上。我國(guó)對(duì)空心滾珠絲杠的研宄遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后國(guó)外的技術(shù)水平。因此，研宄國(guó)產(chǎn)空心滾珠絲杠在精工機(jī)床的應(yīng)用具有重要的實(shí)踐意義。本文采摘自“空心滾珠絲杠在精工機(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(wú)法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！