Temperature Compensation in Ball Screws of CNC Machines. Review

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorKorenkov, Volodymyr
dc.contributor.authorSkrypnyk, Taras
dc.date.accessioned2026-02-10T14:16:01Z
dc.date.available2026-02-10T14:16:01Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractThermal deformation of ball screw feed drives is a major source of positioning error in high-speed CNC machine tools. Frictional heat generated during rapid screw motion causes expansion and leads to significant deviations at the tool center point. This literature review compiles recent advances in temperature compensation techniques for ball screws, focusing on approaches to model and compensate thermal errors, methods for measuring temperature on moving feed axes, and techniques for evaluating positioning accuracy. A wide range of compensation methods are examined, from physics-based thermal models and empirical regression models to modern machine learning and hybrid approaches. Various sensor strategies for capturing temperature—contact thermistors, wireless embedded sensors, and infrared thermography—are compared in terms of responsiveness and practicality. Methods for quantifying thermal elongation and positioning error, such as laser interferometry and other high-precision measurement systems, are also reviewed. The review finds that data-driven (empirical) modeling techniques, non-contact temperature sensing, and laser-based accuracy measurements have shown particular promise.
dc.description.abstractotherТермічна деформація кульково-гвинтових пар осей подачі є основним джерелом похибок позиціонування у високошвидкісних верстатах з ЧПК. Нагрів спричинений тертям, що утворюється під час швидкого руху гвинта, викликає його розширення та призводить до значних зміщень центральної точки інструменту. У цьому огляді літератури зібрано останні досягнення в методах температурної компенсації для кульково-гвинтових пар. Огляд сфокусований на підходах до моделювання та компенсації теплових похибок, методах вимірювання температури кульково-гвинтових пар та методах оцінки точності позиціонування. Розглядається широкий спектр методів компенсації, від аналітичних моделей теплообміну та емпіричних регресійних моделей до сучасного машинного навчання та гібридних підходів. Різні способи вимірювання температури — контактні термопари, бездротові вбудовані датчики та інфрачервона термографія — порівнюються з точки зору чутливості та практичності. Також розглядаються методи кількісного визначення термічного видовження та похибки позиціонування, такі як лазерна інтерферометрія та інші високоточні вимірювальні системи. Огляд показує, що методи моделювання на основі даних (емпіричні), безконтактне вимірювання температури та лазерні вимірювання точності показали особливу перспективу.
dc.format.pagerangeP. 157–165
dc.identifier.citationKorenkov, V. Temperature Compensation in Ball Screws ofCNC Machines. Review / Volodymyr Korenkov, Taras Skrypnyk // Mechanics and Advanced Technologies. – 2025. – Vol. 9, No. 2(105). – P. 157–165. – Bibliogr.: 23 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2025.9.2(105).327901
dc.identifier.orcid0000-0002-1911-9496
dc.identifier.orcid0009-0003-2816-7216
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78735
dc.language.isoen
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 2(105)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectCNC machine tools
dc.subjectball screw
dc.subjectthermal error compensation
dc.subjecttemperature sensing
dc.subjectaccuracy measurement
dc.subjectверстати з ЧПК
dc.subjectкульково-гвинтова пара
dc.subjectкомпенсація температурних деформацій
dc.subjectвимірювання темпера-тури
dc.subjectвимірювання точності
dc.subject.udc621.914.3
dc.titleTemperature Compensation in Ball Screws of CNC Machines. Review
dc.title.alternativeКомпенсація температури в кулькових гвинтах верстатів з ЧПК. Огляд
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
157–165.pdf
Розмір:
1 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 2 (105)