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基于RTX脉冲插入式热误差补偿信号研究

大连理工大学学报 2012年第6期52卷 835-840页

作者：王永青陈松大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连116024

热误差的实时补偿最终需要将位移量转化为脉冲信号输入到数控机床的数控系统中才能有效进行.利用RTX的高实时可靠性的特点,在RTX环境下通过通用并口接收数控机床的反馈装置的反馈脉冲,并进行插入操作将热误差补偿脉冲信号叠加到原始的... 详细信息

热误差的实时补偿最终需要将位移量转化为脉冲信号输入到数控机床的数控系统中才能有效进行.利用RTX的高实时可靠性的特点,在RTX环境下通过通用并口接收数控机床的反馈装置的反馈脉冲,并进行插入操作将热误差补偿脉冲信号叠加到原始的反馈脉冲信号中,运用通用并口端口并行传输脉冲信号的特点,通过通用并口将叠加后的脉冲信号作为反馈脉冲信号输入到数控机床数控系统中进行计算操作,从而达到低成本的数控机床热误差实时补偿的目的.

关键词： RTX 热误差数控机床脉冲插入并口编程

基于热传导和卷积神经网络的磨床主轴热误差预测

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光学精密工程 2023年第1期31卷 129-140页

作者：王培桐范晋伟任行飞李状北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124

热变形是影响磨床加工精度的主要因素,严重制约了机床精度的进一步提高。为了提高热误差预测的精度,提出了一种基于热传导和卷积神经网络的磨床主轴热误差预测方法。根据热传导理论推导出主轴表面和外部环境的温差和热变量的映射关系,... 详细信息

热变形是影响磨床加工精度的主要因素,严重制约了机床精度的进一步提高。为了提高热误差预测的精度,提出了一种基于热传导和卷积神经网络的磨床主轴热误差预测方法。根据热传导理论推导出主轴表面和外部环境的温差和热变量的映射关系,揭示了材料热变形本质。然后,建立了以温差为输入和主轴热变形量为输出的神经网络热误差预测模型。该模型拥有4个神经网络层,分别对应温差、热能增量、时间变量以及热变形量。运用反向传播算法对该预测模型进行训练并计算模型参数。最后,基于SINUMERIK 840D数控控制器开发了一套磨床主轴热误差补偿系统,并在某一数控磨床上进行了验证。结果表明,通过主轴热误差补偿后,磨床的加工精度提升了41.7%,验证了本文提出的主轴热误差预测模型的有效性和可行性。

关键词：热传导热误差反向传播算法神经网络磨床主轴

基于遗传算法优化小波神经网络数控机床热误差建模

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机械工程学报 2019年第21期55卷 215-220页

作者：李彬张云王立平李学崑清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室

数控机床的热误差已经成为影响其加工精度的一个关键因素,为最大限度提高数控机床热误差补偿的精度和效率,结合遗传算法自适应全局优化搜索能力和小波神经网络良好的时频局部特性的优点,提出一种基于遗传算法优化小波神经网络的机床热... 详细信息

数控机床的热误差已经成为影响其加工精度的一个关键因素,为最大限度提高数控机床热误差补偿的精度和效率,结合遗传算法自适应全局优化搜索能力和小波神经网络良好的时频局部特性的优点,提出一种基于遗传算法优化小波神经网络的机床热误差补偿模型。以某型号五轴摆动卧式加工中心为试验对象,以机床温度变量和热误差为数据输入样本,建立小波神经网络模型热误差预测模型,然后用遗传算法优化小波神经网络权值、阈值,最终建立热误差预测模型。通过与传统人工神经网络和普通小波神经网络进行对比分析及试验论证表明,该补偿模型具有精度高、抗扰动能力和鲁棒性强等优点,有望在实际加工场合的数控机床的热误差预测和补偿研究中得到更大的推广应用。

关键词：热误差误差补偿数控机床小波神经网络遗传算法优化

支持向量回归机在数控加工中心热误差建模中的应用

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光学精密工程 2013年第4期21卷 980-986页

作者：苗恩铭龚亚运成天驹陈海东合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

研究并选择最佳模型对数控加工中心加工过程中的主要误差源-主轴热误差进行补偿,以便提高机床的加工精度。以leaderway-V450加工中心为实验对象,对主轴热误差支持向量回归机模型和多元回归模型进行了分析对比。首先,根据夏季数据建立了... 详细信息

研究并选择最佳模型对数控加工中心加工过程中的主要误差源-主轴热误差进行补偿,以便提高机床的加工精度。以leaderway-V450加工中心为实验对象,对主轴热误差支持向量回归机模型和多元回归模型进行了分析对比。首先,根据夏季数据建立了多元回归模型和支持向量回归机模型。然后,将夏季另一批数据和秋季数据分别代入两种模型计算各模型补偿精度。最后,根据两种模型的精度变化规律比较两者稳健性。实验结果表明:支持向量回归机夏季模型用于补偿夏季和秋季热误差补偿标准差都小于2μm,而多元回归模型用于补偿夏季数据补偿标准差小于2μm,用于补偿秋季数据补偿标准差大于8μm。数据显示支持向量回归机模型用于热误差补偿不仅具有较高精度,同时具有较好鲁棒性。

关键词：热误差多元回归模型支持向量回归机数控加工中心

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机床热误差建模研究综述

机械工程学报 2015年第9期51卷 119-128页

作者：王海同李铁民王立平李逢春清华大学机械工程系北京100084

机床热误差的产生不可避免,热误差在机床的总误差源中又占有较大比重。如何合理地对机床热误差进行建模,并以此为基础实现热误差的避免与补偿十分关键。在过去三十年里,众多国内外学者针对热误差的建模方法进行了探究,基于建模方法的不... 详细信息

机床热误差的产生不可避免,热误差在机床的总误差源中又占有较大比重。如何合理地对机床热误差进行建模,并以此为基础实现热误差的避免与补偿十分关键。在过去三十年里,众多国内外学者针对热误差的建模方法进行了探究,基于建模方法的不同可分为两类:经验热误差建模方法与理论热误差建模方法。经验热误差建模方法主要应用于机床热误差的补偿,基于对统计学模型的参数辨识实现热误差的预测。理论热误差建模方法主要用于机床热误差的避免,基于传热关系及力与位移的约束建立方程,并通过微分方程的数值求解得到热变形。以这两种机床热误差的建模方法为脉络进行展开,分别探讨了两类建模方法国内外的研究现状,并分析了各模型的优缺点,并对未来的研究趋势进行了展望。

关键词：机床热误差温度预测热漂移

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基于物理建模法的加工中心主轴热误差建模

东北大学学报（自然科学版） 2020年第4期41卷 528-533页

作者：康程铭赵春雨付立新东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 承德石油高等专科学院机械工程学院河北承德067000

针对主轴热误差对机床精度稳定性产生严重影响的问题,提出了一种基于传热理论及热变形机理的主轴热误差预测模型.首先,基于传热机理分析推导出主轴系统的实时温度场模型.然后,根据机床结构尺寸对主轴热变形进行机理分析,并利用物理建模... 详细信息

针对主轴热误差对机床精度稳定性产生严重影响的问题,提出了一种基于传热理论及热变形机理的主轴热误差预测模型.首先,基于传热机理分析推导出主轴系统的实时温度场模型.然后,根据机床结构尺寸对主轴热变形进行机理分析,并利用物理建模法得到温度场与热误差的关系.最后,在两台同类型的立式加工中心上进行主轴热误差仿真和实验验证.结果表明:主轴热误差模型的平均预测精度达到了95.0%,这证明了该模型具有很高的精度和强鲁棒性.

关键词：主轴热误差热变形物理建模法鲁棒性

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基于灰色神经网络的机床热误差建模

上海交通大学学报 2011年第11期45卷 1581-1586页

作者：张毅杨建国上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

结合灰色模型和神经网络对数据处理的优点,提出了并联和嵌入型2种结构的灰色神经网络机床热误差预测模型。前者是在灰色模型和神经网络分别对机床热误差进行预测的基础上,采用线性组合方式,按照目标预测精度调整模型的加权系数,从而得... 详细信息

结合灰色模型和神经网络对数据处理的优点,提出了并联和嵌入型2种结构的灰色神经网络机床热误差预测模型。前者是在灰色模型和神经网络分别对机床热误差进行预测的基础上,采用线性组合方式,按照目标预测精度调整模型的加权系数,从而得到最终组合预测结果;后者是在神经网络输入层前增加灰化层,在输出层后增加白化层,通过对神经网络拓扑结构的改进,达到弱化原始数据随机性、提高预测模型鲁棒性和容错能力的目标。通过与传统灰色模型和神经网络进行试验结果对比表明:上述2种结构的灰色神经网络模型均提高了预测精度,且具有对原始数据要求低、计算简便、鲁棒性强等优点,可用于复杂实际加工场合中的数控机床热误差实时补偿。

关键词：数控机床热误差误差补偿灰色模型神经网络

基于热态信息挖掘的机床主轴系统热误差建模方法研究

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高技术通讯 2012年第8期22卷 881-887页

作者：孙惠娟林海峰向胜华殷国富方辉四川大学制造科学与工程学院成都610065 成都飞机工业集团有限责任公司成都610091

针对数控机床热误差建模问题，通过对精密卧式加工中心主轴系统热变形数据特征进行分析，提出了一种利用均值理论进行数据分类、利用粗糙集理论进行数据挖掘和利用线性回归分析构建误差模型的机床热误差建模方法。该方法首先进行机床主... 详细信息

针对数控机床热误差建模问题，通过对精密卧式加工中心主轴系统热变形数据特征进行分析，提出了一种利用均值理论进行数据分类、利用粗糙集理论进行数据挖掘和利用线性回归分析构建误差模型的机床热误差建模方法。该方法首先进行机床主轴的热误差实验，利用传感器同时检测机床主轴所选各检测点的温升和主轴轴端的热变形，然后利用均值理论和粗糙集理论对获得的数据进行分类和数据挖掘精简，最后通过线性回归分析进行热误差建模。为了评价所建模型的有效性，将所建模型与BP神经网络模型进行了对比，结果表明这种基于热态信息挖掘的热误差建模方法在机床主轴热误差预测方面有较高的准确性和实用价值。

关键词：数控(NC)机床热误差数据挖掘建模主轴

基于灰色综合关联度的数控机床热误差测点优化新方法及应用

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四川大学学报（工程科学版） 2008年第2期40卷 160-164页

作者：闫嘉钰张宏韬刘国良杨建国上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对机床热误差建模技术当中温度布点选取的问题,提出了基于灰色综合关联度进行数控机床热误差建模的关键温度测点选取的新方法。将该方法应用于一台数控车削中心的实验研究,将原有16个温度测点减少至4个。通过同已有方法的比较表明,该... 详细信息

针对机床热误差建模技术当中温度布点选取的问题,提出了基于灰色综合关联度进行数控机床热误差建模的关键温度测点选取的新方法。将该方法应用于一台数控车削中心的实验研究,将原有16个温度测点减少至4个。通过同已有方法的比较表明,该方法具有计算简便,判据简易、明晰的优点,能够较大幅度提高所建立模型的鲁棒性。

关键词：数控机床热误差建模灰色综合关联度