随着现代制造技术的快速发展,热误差已成为影响数控机床加工精度的主要因素。目前,热误差主要采用实验建模与补偿法,其监测数据通过有线方式传输给监控中心,存在线路多、布线复杂、维修困难和成本高等缺点。而集成无线射频识别与传感器的传感标签技术,具有身份标识度高、响应速度快、非接触等特点,可克服传统有线监测方法的缺点,实现感知与信号无线跟踪与监测,近年来在机床精度监测、结构健康监测等领域具有广阔的应用研究前景。本文基于RFID传感标签技术,并融合激光位移传感器设计了数控机床热误差监测系统,对热误差热敏测点布置及优工况的确定进行了研究,针对测试系统获取的数据进行累积建模与分析,并与传统最小二乘法进行了对比。全文的研究工作主要包括四个方面:1.设计了机床主轴热误差监测系统。集成RFID、传感器与嵌入式技术,设计了一种温度传感标签,与激光位移传感器组合实现温度、位移的同步测试。与红外测温仪、激光干涉仪等设备进行了精度实验对比,结果表明温度传感标签与激光位移传感器各项精度指标良好,可满足热误差测试需求。2.提出一种基于热敏区域黄金分割布点新方法。根据主轴热敏特性分析出的云图分布初步量化了热敏区域,进行了主轴传热特性实验确定出主轴轴向为主导传热方向,并对轴向进行黄金迭代分割确定出最佳热敏区域为[54mm,84mm],有效解决了传统经验布点存在数据冗余、可信度不强等问题。3.利用正交试验法及相关分析确定出最佳测试工况。根据工厂实际测试需求设计了正交设计表并进行均匀性布点测试,通过回归分析将测点个数由原来的4个减少为2个;通过极差分析确定了热误差测试优工况,即运转时间120min,转速6000r/min,且无需冷却。4.运用累积法进行热误差建模分析,并与最小二乘法进行了对比。在Lab VIEW平台上分别设计了累积法和最小二乘法建模评估程序,针对获取的测试数据进行热漂移误差预测,结果显示,累积法建模的总残差率为3.26%,平均绝对百分比误差(MAPE)为3.18%,两项精度指标均优于最小二乘法,且累积法建模时间也小于最小二乘法。