郑克非

（合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009）

数控机床在生产加工的使用过程中，由于其本身在制造、安装时的误差和主轴运动控制不精确以及刀具、床身热变形等因素，会产生加工过程中的加工误差［1］。研究表明，刀具、床身热变形等因素产生的热误差是数控机床最大的误差源，约占机床总误差的40%～70%［2］。因此如何降低机床加工过程中的热误差，是提高加工精度的关键问题。降低机床热误差的主要方法是对机床热误差进行建模补偿［3］。首要的是对机床的热误差进行准确的测量并建立相应的热误差模型。目前国内现存的大量数控机床都不具备热误差检测及联网功能，需要人员进行现场热误差测试，测量数据无法进行实时热误差建模，这样对于大规模的机床使用厂家来说效率较低。因此，本文设计了一种基于无线传输的数控机床热误差采集与建模系统，该系统包括了机床温度场的测量以及热形变量的检测，实现了实时获取多台数控机床的热误差并实时在上位机建立模型，极大提高了热误差测量效率。通过在机床上的实验验证了该系统的可行性。

1 总体方案设计

数控机床热误差采集与建模系统主要由两部分构成：数控机床热误差采集模块和上位机自动监控建模模块。这两部分的主要结构如图1所示。

图1 热误差采集与建模系统组成图

数控机床热误差采集模块采用Lepton红外热像仪采集机床的温度数据，采用在线检测装置从机床读取坐标值，通过STM32单片机进行实时的数据处理并通过ATK-ESP8266无线传输模块连接至无线局域网，将数据发送给上位机，上位机自动监控。……