数控机床精度保持性指标体系与综合评价方法研究

doi:10.3901/JME.2025.13.282

机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (13): 282-292.doi: 10.3901/JME.2025.13.282

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数控机床精度保持性指标体系与综合评价方法研究

刘阔^1,2, 邢家鹏¹, 王永青^1,2, 赵地¹, 宋磊¹, 李凯¹, 刘海波¹

1. 大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连 116024;
2. 智能制造龙城实验室常州 213164

收稿日期:2024-08-01 修回日期:2025-02-05 发布日期:2025-08-09
作者简介:刘阔，男，1983年出生，博士，教授。主要研究方向为数控机床精度保持理论与技术、数控机床热误差实时补偿技术、数控机床及产线智能监控技术等。E-mail：liukuo@dlut.edu.cn;王永青(通信作者)，男，1969年出生，长江学者特聘教授。主要研究方向为数控机床精度保持理论与技术、测量-加工一体化制造理论与技术、超低温冷却加工理论与技术等。E-mail：yqwang@dlut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(U22B2085, U24B6006)和长江学者特聘教授奖励计划(TE2022037)资助项目。

Research on Indication System and Comprehensive Evaluation Method of Accuracy Retentivity of Machine Tools

LIU Kuo^1,2, XING Jiapeng¹, WANG Yongqing^1,2, ZHAO Di¹, SONG Lei¹, LI Kai¹, LIU Haibo¹

1. State Key Laboratory of High-performance Precision Manufacturing, Dalian University of Technology, Dalian 116024;
2. Intelligent Manufacturing Longcheng Laboratory, Changzhou 213164

Received:2024-08-01 Revised:2025-02-05 Published:2025-08-09

摘要/Abstract

摘要： 精度保持性是数控机床关键性能指标之一，描述了机床保持其原始精度的能力。精度保持性的表征与评价是衡量机床精度保持能力的重要手段，是国产数控机床精度保持性提升工程的理论基础。针对现有机床精度保持性评价方法存在的指标体系不健全、综合评价方法缺乏等问题，明确了机床固有精度保持性和服役精度保持性的内涵；构建了包含精度裕度、精度退化量、精度退化率、精度保持度和精度保持时间的精度保持性指标体系，从退化条件、退化过程和退化结果等多角度表征了机床精度保持能力；提出一种静/动态评价相结合的精度保持性绝对性综合评价方法，评价步骤包括：离散精度退化数据函数化、精度退化过程动态综合评价和精度保持能力静态综合评价。最后，结合实例验证了提出方法及模型的有效性。

关键词: 精度保持性, 指标体系, 综合评价, 机床

Abstract: Accuracy retentivity is one of the key performance indexes of machine tools, which describes the ability of machine tools to maintain their original accuracy. The evaluation of accuracy retentivity is the theoretical basis for the accuracy retentivity improvement project of machine tools. Aiming at the existing evaluation methods of machine tool accuracy retentivity of the indication system is not sound, the lack of comprehensive evaluation methods and other issues, the meanings of inherent accuracy retentivity and service accuracy retentivity of machine tools are made clearer in this research. A static-dynamic indication system of accuracy retentivity including accuracy margin, accuracy degradation amount, accuracy degradation rate, accuracy retention degree and accuracy retention time is established. This system describes the machine tool's capacity to retain accuracy from a variety of angles, including degradation conditions, degradation processes, and degradation outcomes. A combined static/dynamic evaluation method for absolute comprehensive evaluation of accuracy retentivity is proposed. The evaluation steps include: discrete accuracy degradation data functionalization, dynamic comprehensive evaluation of the accuracy degradation process and static comprehensive evaluation of the accuracy retention capability. By combining cases, it confirms the efficacy of the given method and model.

Key words: machine tools, accuracy retentivity, comprehensive evaluation, indication system

中图分类号:

TG502

刘阔, 邢家鹏, 王永青, 赵地, 宋磊, 李凯, 刘海波. 数控机床精度保持性指标体系与综合评价方法研究[J]. 机械工程学报, 2025, 61(13): 282-292.

LIU Kuo, XING Jiapeng, WANG Yongqing, ZHAO Di, SONG Lei, LI Kai, LIU Haibo. Research on Indication System and Comprehensive Evaluation Method of Accuracy Retentivity of Machine Tools[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2025, 61(13): 282-292.

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