灵敏度分析在数控机床精度优化中的应用研究现状_项四通.pdfVIP

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引文格式：项四通,吴铖洋.灵敏度分析在数控机床精度优化中的应用研究现状[J].航空制造技术,2021,64(22):40–47,55.

XIANGSitong,WUChengyang.ApplicationofsensitivityanalysisinprecisionoptimizationofCNCmachinetools:astate-

of-the-artreview[J].AeronauticalManufacturingTechnology,2021,64(22):40–47,55.

灵敏度分析在数控机床精度

优化中的应用研究现状*

项四通，吴铖洋

（宁波大学，宁波315211）

[摘要]数控机床在装备制造业中发挥着举足轻重的作用，但因其几何误差较多，严重影响加工精度。逐项测量并补

偿全部几何误差工作量较大，因而需要辨识出关键误差，从而提高补偿效率。灵敏度分析主要研究各误差对机床空间

精度的影响程度，可准确辨识出机床关键误差，逐渐成为机床精度优化领域的研究热点。综述了常用的灵敏度分析方

法，如偏微分法、Sobol法与傅里叶幅度灵敏度检验扩展法等，在机床精度设计与工件加工精度优化方面的应用研究现

状；总结了灵敏度分析研究的现存难点与问题。灵敏度分析能准确辨识机床关键误差，对于实现高效高精度机床误差

补偿具有重要应用价值。

关键词：数控机床；几何误差；灵敏度分析；精度优化；误差补偿

DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2021.22.040

数控机床能加工各种复杂工件，的研究热点。本研究综述了灵敏度

生产效率高、灵活性好且装夹时间分析在数控机床精度优化中的应用

短，对提升我国制造业水平具有举足研究现状，并进一步总结现存研究难

轻重的作用。由于机床制造与安装点，展望其发展趋势。

过程中存在偏差，导致一定程度的几

何误差。后者直接映射到工件尺寸灵敏度分析方法

上，影响加工精度，因而需要对其进数学模型是工程决策中的重要

行补偿。但是，由于几何误差较多，工具。随着日益增强的计算能力和

逐项测量并补偿全部几何误差工作日益丰富的可用数据，模型日趋复

量较大，因而需要辨识出关键几何误杂，其输入参数亦随之增多，必须理

差，从而提高补偿效率。解这些输入参数的不确定性对模型

灵敏度分析是一种研究物理系输出结果的影响。

统的输出对系统输入参数变化敏感灵敏度分析是用于研究模型不

项四通

程度的方法，能有效识别对系统输出确定性的一种重要工具，可定义为

副教授，工学博士，主要从事数控

机床误差测量、建模与补偿等研究。变化最敏感的参数。近年来，灵敏“模型输出的不确定性如何分配到

[1]

度分析逐渐成为机床精度优化领域模型不同输入来源的研究”。如

*基金项目：国家自然科学基金）；浙江省自然科学基金（LY20E050005）。

40航空制造技术·2021年第64卷第22期