机床与液压

作者：乔明鑫，黄智，孙建宏，唐健军，熊镐楠，何实

单位：电子科技大学机械与电气工程学院；电子科技大学机械与电气工程学院；济南二机床集团有限公司；济南二机床集团有限公司；电子科技大学机械与电气工程学院；电子科技大学机械与电气工程学院

关键词：数控机床;热特性;传感器优化布点;温升监测;热误差检测

基金：工信部项目(TC220H05P)

大型龙门数控机床内外热源的耦合效应导致机床发生热变形，对加工精度产生显著影响。针对该问题，开发一种综合性大型龙门数控机床热特性检测系统。该系统结合热像仪、位移传感器、温度传感器以及PLC控制系统，能够实时监测机床的温度分布和热误差变化。通过ANSYS仿真与热像仪确定机床关键温度点，并采用五点法测量机床的热位移。通过设计机床静态及空载状态实验，验证了该系统能够实时采集并显示机床不同状态下的温度变化和热误差。在静态条件下，机床床身温度变化与环境温度变化趋势一致，但由于热阻效应，床身温度的变化较缓慢；在热误差方面，x轴的热误差最显著，最大值为43.91 μm，y轴的热误差较小，仅为4.53 μm。通过空转实验发现主轴高速旋转过程中温度迅速上升，导致主轴轴向热变形约为60 μm。在y轴往复运动实验中，温度和热误差均呈现明显的上升趋势。结果表明：该检测系统能够有效监测机床的热特性，为大型龙门机床的热特性检测提供了一种高效、稳定且易操作的方法，为热误差补偿和加工精度优化奠定了基础。

来源：2025年第22期

《机床与液压》期刊编辑部

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