滚珠丝杠副是数控机床的关键零部件,高精度的精密滚珠丝杠副已被各国列为重点发展研究产品。如何提高滚珠丝杠的加工精度,特别是螺距加工精度,是本课题致力于完成的任务。由于微型计算机、自动化检测技术、智能控制技术等的飞速发展,应用高科学技术来进一步提高精密丝杠加工精度具有十分重要的意义。 本文以精密丝杠磨削加工过程为主要研究对象,对机床的传动链误差、磨削工艺系统热变形误差、丝杠受力变形误差等对丝杠螺距精度的影响进行了定量分析,为进一步进行有效的补偿提供依据。 在现有的物体导热基础上,采用二维热传导模型求解了精密长丝杠的内部温度场分布规律,对丝杠的热变形规律进行了分析,并通过一个仿真实例对丝杠磨削过程中的一些热现象进行了总结。为精密丝杠磨削过程中热变形误差的补偿提供了依据。 设计了螺纹磨床误差智能补偿控制系统,提出了一种采用改进算法的智能PID控制方法并介绍了该方法的控制原理及实现方法,以减小各种干扰和随机因素的影响,从而提高滚珠丝杠的磨削精度。 最后,应用开发的螺纹磨床误差智能补偿控制系统进行了丝杠磨削对比试验。试验结果表明,应用该补偿控制方法,可对滚珠丝杠的磨削精度提高1-2个精度等级。 本课题的研究方法及成果可推广应用到其他类零件的加工控制当中,为精密机械加工过程中加工误差的智能检测及其补偿提供理论上的技术支持,对促进精密机械制造技术的进一步发展具有重要的借鉴意义。