仪器仪表学报

作者：陈茂雷，项四通，杨建国

单位：陈茂雷,1. 宁波大学机械工程与力学学院,,项四通,1. 宁波大学机械工程与力学学院,,杨建国,2. 上海交通大学机械与动力工程学院,

关键词：机床;直线电机;热误差;建模;电磁-热-流

基金：国家自然科学基金面上项目(52175470)、宁波市重点研发计划项目(2021Z077)资助

直线电机驱动的进给轴具有速度快、加速度大和响应时间短等优点,但其初级线圈发热量大易引起外部组件热变形,从而影响进给轴的定位精度。为解决这一问题,提出一种综合考虑“电磁-热-流”多物理场耦合下直驱进给轴的热误差建模方法。通过分析直驱进给轴工作时的电磁场、热场和流场,建立了多物理场耦合下温度场的控制方程。提出了一种简化的控制方程求解法,将方程分离为产热、稳态热对流和热传导3个阶段再重新耦合,可求得温度场与变形场的显式解析模型。实验结果表明,本模型揭示了直驱进给轴热误差的形成机理,其可准确预测热误差,并能自动调整线性和非线性区间,对于提高直驱机床的运动精度具有重要意义。

来源：2023年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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