DB3401T 326-2024 精密数控机床热误差建模和补偿技术要求.docx

ICS25.040.20CCS

ICS

25.040.20

CCS

J50

安 徽 省 合 肥 市 地 方 标 准

DB3401/T326—2024

精密数控机床热误差建模和补偿技术要求

TechnicalrequirementsforthermalerrormodelingandcompensationofprecisionCNCmachinetools

2024-12-23发布 2024-12-23实施

合肥市市场监督管理局 发布

DB3401/T326

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I

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II

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目 次

前言 I

范围 1

规范性引用文件 1

术语和定义 1

符号 2

方法原理 2

热误差模型建立方法 2

热误差模型基本结构 2

热误差模型应用方法 3

热误差补偿的方法原理 3

建模数据的要求与预处理 3

机床关键位置的温度测量要求 3

热误差与温度数据要求 3

温度数据的预处理 3

建模步骤 4

温度变量选择 4

选定建模算法 4

建立热误差模型（以Z向热误差模型为例） 4

热误差的建模结果 4

建模结果表达 4

建模结果陈述 4

热误差模型评定 5

热误差模型预测残余标准差 5

热误差模型预测精度 5

热误差模型稳健性 5

补偿装置 5

补偿装置构成 5

温度传感器 6

通信装置 6

补偿步骤 6

实施补偿条件 6

补偿实施 6

热误差补偿结果 6

补偿结果表达 6

补偿结果陈述 6

热误差补偿效果评定 7

热误差测量评定方法 7

精加工试件评定方法 7

附录A（资料性） 建模结果 8

附录B（资料性） 补偿结果 9

前 言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由合肥市工业和信息化局提出并归口。

本文件起草单位：合肥翌辉精密机械有限公司、安徽工业大学、合肥工业大学。

本文件主要起草人：魏新园、潘巧生、柏义兵、沈浩、钱牧云、李丹、黄三傲、王杲、周京欢。

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精密数控机床热误差建模和补偿技术要求

范围

本文件规定了精密数控机床热误差建模与补偿的方法原理、建模数据的要求与预处理、建模步骤、建模结果与模型评定、补偿装置、补偿步骤、补偿结果与补偿效果评定。

本文件适用于三轴精密数控机床（以下简称机床）主轴热误差建模与补偿。

规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T

17421.1

机床检验通则 第1部分：在无负荷或精加工条件下机床的几何精度

GB/T

17421.3

机床检验通则 第3部分：热效应的确定

GB/T

18400.7

加工中心检验条件 第7部分：精加工试件精度检验

术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

机床热误差 machinetoolthermalerror

多种热源对机床的影响，使得机床各组成零部件性能尺寸发生变化，造成最终的切削刀具与工件之

间的相对位置的变动值。

注：多种热源包括环境温度、电机转动产生热量、导轨之间的摩擦生热等。

3.2

温度变量 temperaturevariable

使用温度传感器在机床特定位置连续测量得到的温度值序列。

3.3

热误差模型 thermalerrormodel

机床热误差与温度变量之间的数学模型。该模型将温度变量增量的值作为输入，能够计算出相应的

热误差预测值。

3.4

热误差建模 thermalerrormodeling

根据特定的机器学习算法使用经过处理后的机床热误差和温度数据，建立热误差模型的过程。

3.5

热误差补偿 thermalerrorcompensation

根据机床热误差模型的热误差预测值，反向调整机床工件坐标系原点，达到消除热误差影响的目的，

这一过程在本标准中称为热误差补偿。

3.6

预测精度 predictionaccuracy

热误差模型对热误差预测准确性的量化表示。

3.7

稳健性 robustness

热误差