直線電機熱誤差動態建模與仿真分析

樊振華，林獻坤

(上海理工大學 機械工程學院，上海 200093)

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直線電機熱誤差動態建模與仿真分析

樊振華，林獻坤

(上海理工大學 機械工程學院，上海 200093)

為提高單軸直線電機的運動精度，對該類直線電機熱變形建模與仿真進行了研究。分析了影響單軸直線電機熱變形的因素，在直線電機托板上建立了一維動態熱傳導數學模型，并借助ANSYS對該類直線電機機構的熱傳遞進行了仿真分析，并建立了一維熱變形數學模型，依據仿真數據計算出熱變形隨時間變化數據。不僅提供了單軸直線電機熱變形的建模方法，且表明了直線電機熱傳遞的特征，有利于直線電機熱變形補償的進一步研究。

直線電機；熱變形；數學模型；ANSYS仿真分析

直線電機驅動的進給軸是一種具有加速度大、進給速度快和定位精度高等優點的進給裝置[1]。高速切削加工技術是先進制造技術的重要組成部分，直線電機驅動的進給軸是實現高速加工的重要條件[2]。對于此類高精度進給機構，電機發熱產生的熱變形誤差一直是精密加工行業面臨的主要難題之一[3]。熱因素在一定程度上制約了直線電機在精密機床中的應用[4]。近年來國內外學者開展了大量的研究并取得了眾多成果。林獻坤等[5]采用潛變量建模技術(Partial Least Squares, PLS)對直線電機的熱變形誤差在線補償方法進行了研究。Eun In-Ung[6]通過添加隔溫層的方法研究了直線電動機發熱對進給軸機構熱行為的作用效果。但這些都是傳統的研究方法。……