机械工程学报

作者：查俊, 陈勃昊

单位：1. 西安交通大学机械工程学院 西安 710049;2. 重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室 重庆 400044

关键词：机理驱动模型,闭式静压导轨,运动误差,几何误差测量；

基金：高端装备机械传动全国重点实验室开放课题(SKLMT-MSKFKT-202313)，国家重点研发计划(2020YFB2009604)和通用技术集团科技创新(KJCX-XA-2024-006)资助项目。

闭式静压导轨以运动精度高、支承刚度大的优势在超精密数控机床中得到了较多应用。闭式静压导轨运动误差是其性能评价的重要指标之一，针对其装配体导轨面几何误差难以准确测量造成运动误差定量分析困难、精度设计结果偏离的难题，提出一种基于机理驱动的建模方法，以误差均化效应建立垂直运动误差分析模型，以导轨面高精度测量和拟合数据验证模型。首先提出考虑导轨面轮廓误差的单油垫油膜厚度计算方法，实现了油垫实际油膜承载力的求解，建立闭式静压导轨平衡方程，量化分析运动滑块的线性偏差；采集闭式静压导轨装配体导轨面几何误差数据，采用傅里叶级数拟合导轨面轮廓误差，基于最小二乘法辨识导轨面直线度误差参数；利用拟合得到的导轨面几何误差数据，优化和验证运动误差建模方法。实验表明，提出的运动误差量化方法具有较好的准确性，在0至220 mm行程范围内的垂直方向运动误差预测值和测量值一致性较高。压板端部位置处螺钉采用非均匀预紧，可有效改善滑块垂直方向线性偏差。该模型可预测出不同物理参数条件下的闭式静压导轨垂直方向运动误差，研究结果为进一步量化分析闭式静压导轨运动误差和其精度设计提供参考。

来源：2025年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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