数控机床在加工过程中,各部件由于受到摩擦热、冷却液以及环境温度等热源的影响,使温度升高,产生热变形,最终使得刀具和工件之间原来相对正确的位置遭到破坏,从而导致工件的热误差,这种误差是成为精密和超精密加工过程中的主要误差来源。本文通过对引起机床热误差的原因进行分析,建立热误差补偿模型,有针对性地设计热误差检测实验,提出了机床热误差补偿的方法。全文以研究数控机床热误差补偿中温度传感器的优化布置、数控机床热误差模型的建立为主要内容;在对数控机床热变形的原因和机理进行分析的基础上,介绍了温度传感器优化布置理论、模糊聚类分析和多元线性回归建模理论;通过多元线性回归理论,最终建立了实验数控机床的热误差补偿模型。本文主要从以下五个方面展开研究:(1)阐述了课题的研究背景及意义,详细介绍了国内外热误差补偿技术的研究现状,说明了本课题所研究的重点内容。(2)对热误差产生的原因、减少热误差的主要方法以及热误差补偿技术做了简要的说明。分析了对于热误差补偿方法中误差避免法和误差补偿法的优点和缺点,通过对比确定本论文对于热误差的补偿将采取误差补偿法;同时对比了现在热误差建模的方式,确定了本论文将采用多元线性回归方法建立补偿模型。(3)主要研究了数控机床热变形的关键技术:测温点的选择和热误差模型建立。利用模糊聚类和相关分析找出温度测量的关键点,介绍了多元线性回归理论,并利用该理论进行了误差建模的理论研究。(4)分析了研究对象三轴立式加工中心的结构特点以及热源分布,并对热误差进行空间分解;在此基础上提出了实验方案,对热误差测温点进行优化布置,采用了五点法测量热变形误差。(5)利用多元线性回归理论,针对不同测温点,建立了热误差补偿模型,同时对其进行多元线性回归假设检验以及补偿指标检验,最后提出了机床热误差补偿的方法。