Оренбургский государственный университет

Разработка методологии создания термостабильных мехатронных станков

Проект № 7.1648.2011 ( 1.6.11)

Руководитель — директор АКИ д.т.н., профессор Сердюк А.И.

Выполнен комплекс экспериментальных и теоретических исследований по анализу эффективности разработанных алгоритмов компенсации температурной погрешности для станков c ЧПУ, работающих в условиях переменных тепловых режимов.

Было установлено:

• применение разработанных алгоритмов приводит, по крайней мере, к более чем пятикратному снижению температурной погрешности станка; температурная погрешность станка становится сопоставимой с удвоенной величиной погрешности его позиционирования;
• аппроксимирующие функции для экспериментальных тепловых характеристик могут быть следующих характерных типов: с запаздыванием; без запаздывания; одномодальные, двухмодальные и трехмодальные, учет большей модальности — не требуется; максимальное число интервалов аппроксимации тепловой характеристики станка равно трем.

По результатам проведенных исследований были разработаны:

• модифицированный метод прогнозирования тепловых характеристик станков, использующий фиксированные экспериментальные тепловые характеристики. Принципиальным отличием метода от разработанного ранее является использование обратной связи в цепи "экспериментальные данные — корректирующие воздействия". Обратная связь реализуется дополнительным информационным потоком, поступающим от контактной системы измерения обрабатываемой детали, устанавливаемой непосредственно на станке;
• разработано программное средство в системе Matlab, реализующее различные алгоритмы компенсации температурной погрешности; алгоритмы температурной компенсации определяются типами аппроксимирующих функций для экспериментальных тепловых характеристик; рассматривается трехмодальная аппроксимирующая функция кусочно-экспоненциального вида;
• предложены две методики разработки алгоритмов компенсации температурных погрешностей станков; разделение методик определяется постановкой задачи компенсации температурной погрешности станка.