高速高精度电主轴温升预测及其主动控制研究

项目名称： 高速高精度电主轴温升预测及其主动控制研究

项目编号： No.51375317

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 张丽秀

作者单位： 沈阳建筑大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 电主轴是高速数控机床关键功能部件。高速电主轴在旋转过程中，由于受到各种工况的影响，电主轴热特性及动特性不稳定，导致故障发生并减小其使用寿命。本项目将研究一种高精度的电主轴温升预测方法及主动控制策略，目的在于将电主轴的温度变化控制在允许的范围内，保证热稳定性。在深入研究力场、电磁场、流场及温度场等多场耦合作用下电主轴的损耗生热机理以及电主轴非线性、动态传热机制的基础上，建立基于机理的电主轴热模型。同时，采用大量的实验研究，建立基于数据驱动的热预测补偿模型，将基于机理的热模型与基于数据的热补偿模型相结合，完成电主轴温升预测。利用温升预测模型优化电主轴冷却介质工作参数，并通过智能控制实现电主轴恒温运行。研究成果可直接应用于电主轴单元中，大幅度提高电主轴的性能指标及使用寿命，提高电主轴及数控机床生产企业在全球的市场竞争力。本项目为电主轴优化设计提供理论基础，具有重要的学术研究价值和极高的应用价值。

中文关键词： 电主轴；温升预测；主动控制；热稳定性；多场耦合

英文摘要： Motorized spindle is the key component of the high-speed CNC machine tools. During the rotation of high-speed motorized spindle, the thermal characteristics and dynamic characteristics of motorized spindle are instability because of affected by variety of

英文关键词： motorized spindle；temperature prediction；active control；thermal stability；multi field coupling