1.2.2国内滚珠丝杠热特性的研宄现状

在国内，浙江大学对机床热误差补偿特别是热变形研宄得比较早，取得了重要的 成果为温度传感器测点在滚珠丝杠上的选取和热误差模型的建立提供了重要的依 据。学者傅建中提出了针对温度误差补偿的优化模型：模糊神经网络模型[2°]，并由软 件仿真实验验证了其模型的正确性。近年来，浙江大学组织研究了人工智能专家库在 数控机床定位精度及误差补偿中的应用，取得了很多的成果。浙江大学的学者还改进 了数控机床热误差Fuzzy前馈补偿方法，通过仿真验证了理论上的正确性，确立了国 内热误差补偿的地位。

合肥工业大学的苗恩铭研宄了高精度滚珠丝杠的热变形等对数控机床误差严重 的影响，建立了滚珠丝杠温度分布和热变形的模型。并根据能量守恒原理，采用平均

线膨胀系数的方式简化了滚珠丝杠热变形计算方法[18]。

北机所开发了综合补偿功能模块，采用集成电路板的总线结构将功能板插入 FANUC6ME数控系统扩充槽中进行试验研宄，从而使我国拥有了机床热误差补偿、 运动误差补偿和机械变形误差补偿的综合补偿能力与技术[21]。

华中科技大学加工中心研宄者对机床热变形误差补偿的研宄取得很大的科研成 果。比如，采用了机床热误差分布代表点的补偿方法并进行了试验研宄[22?23]。

华中理工大学学者宋洪涛针对磨削过程中产生大量热量问题重点分析了滚珠丝 杠的热源，推导出滚珠丝杠温度分布的理论计算方法。然后得到了滚珠丝杠的热变形 规律[23]。

西南交通大学的何震建立了滚珠丝杠伺服进给系统温度分布的数学模型，并基于 热传导理论、有限元理论和热变形理论等推导出了热变形的数学模型。用有限元软件 ANSYS对滚珠丝杠伺服进给系统的稳态、瞬态温度分布场进行了仿真分析[26]。本文 的理论部分借用了这一思路研宄了空心滚珠丝杠的热变形。

青岛大学学者徐志良深入地分析并总结了高精度滚珠丝杠在磨削过程中的温度 分布规律，通过对一定边界条件下的对二维传热模型和一维传热模型求解得到滚珠丝 杠的温度场分布[25]。本文采用一维模型简要的计算出滚珠丝杠的内部温度场。

天津大学的邓三鹏采用在线检测的方法对滚珠丝杠热误差补偿进行了研宄。分析 了加工状况、支承轴承形式对滚珠丝杠热变形不同的影响。借助多体系统理论(MBS), 建立了综合误差补偿数学模型包括测头传感器误差、机床几何误差、主轴热误差，并 针对实际工况研宄了 RBF网络的结构和二次开发了算法与程序[11]。

大叶大学学者Cheng-H , Wu Yu-Tai Kung为了分析滚珠丝杠摩擦引起的温升和 滚珠丝杆传动系统的热变形的关系做了相关的实验。首先测量滚珠丝杠的温度值，然 后用电容探针测得滚珠丝杠的热变形。最后采用有限元方法分析滚珠丝杆的热变形， 实测数据与数值模拟结果进行了比较[28]。

兰州理工大学学者芮执元等建立了空心冷却滚珠丝杠进给过程中温度分布和简 化的二维热变形数学模型。通过ANSYS仿真与滚珠丝杠冷却试验对理论模型进行实 验验证[29]。

中国台湾PMI银泰有限公司研发的在一端封闭，另一端插入冷却介质管的空心滚珠 丝杠的技术(中国台湾107485V24],通过实验验证冷却效果明显（如图1.6)。

由滚珠丝杠副的研宄现状可知：为了补偿滚珠丝杠的稳态误差，国内的专家学者 针对不同的机床工况从不同的方面做了细致深入的研宄，比如伺服控制系统热补偿、 软件补偿、优化预紧力、隔离热源、选择轴承支撑、通入冷却介质方式等。从滚珠丝 杠本身的补偿措施主要沿着以下两种思路：一是在丝杠上选取合适测点，建立温度分 布场，软件反馈补偿[5°'51]。二是采用将冷却液通入空心丝杠进行强制冷却或同时对 螺母吹冷气的方法强制抑制滚珠丝杠的发热问题[44?46]。另外，调研发现我国甚至还没 有自己的空心滚珠丝杠副应用在数控机床上。我国对空心滚珠丝杠的研宄远远落后国 外的技术水平。因此，研宄国产空心滚珠丝杠在数控机床的应用具有重要的实践意义。

本文采摘自“空心滚珠丝杠在数控机床伺服进给系统中的应用研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！