引言
近年来，高速加工技术得到了长足发展，采用高速加工技术的钻攻中心已广泛应用于 3C 产品的金切加工。高速加工虽然提高了加工效率，但使得小型钻攻中心的热变形问题十分突出［1-4］。对于情况较严重的机床，Z 轴方向的热误差达到 0． 1mm，已超出机床加工精度等级，导致零件报废。
在热误差的研究中，国内外的学者将主要精力集中在研究传感器的布置问题上，采用优化算法选择出测量机床变形的最少的温度敏感点，然后计算温升，建立热变形数学模型，算出热误差值进行补偿［5-6］。而在热变形的测量中，激光干涉仪具有量程大、精度高等优点［7］，但是它价格昂贵，操作复杂，需要专门的技术人员，一台机床的测试时间一般在6h 以上，对于布置了几百台高速钻攻中心的车间来说，是一项耗时繁重的工作。
为了解决以上问题，本文提出了一种 Z 轴热变形的在线测量与补偿技术，以型号为 TD500A 的高速钻攻中心为例，利用对刀仪方便快捷地测出热变形量，然后通过分段线性拟合的方式建立热误差补偿模型，并在数控系统中实现热误差补偿功能。
1 热误差补偿模型
小型机床其结构的小型化，使得它的热敏感性较强，关键零部件的热变形也较大。需要对数控机床的热变形进行测量，以建立热误差补偿的数学模型，然后通过数控系统对其进行补偿。图 1 所示为机床在 X、Z两个方向的热变形示意图。