數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、熱誤差是數(shù)控機(jī)床加工誤差的主要組成部分，誤差補(bǔ)償是提高機(jī)床加工精度的最有效方法之一。本文以數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償技術(shù)為研究對象，在對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了目前該技術(shù)主要存在的一些問題。并針對這些問題，從熱關(guān)鍵點(diǎn)的選擇，主軸熱特性分析，熱誤差建模以及數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了深入研究。本文工作主要包括以下幾個(gè)方面
　　 首先，介紹了機(jī)床熱變形特性有限元分析的理論基礎(chǔ)，基于空氣縱掠平板對流傳熱，提出了主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)其表面對流

2、換熱系數(shù)的精確計(jì)算方法，以及其它邊界條件的計(jì)算方法。應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS和數(shù)值計(jì)算軟件MATLAB對數(shù)控機(jī)床主軸熱動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真，分析機(jī)床工作時(shí)其熱誤差與熱關(guān)鍵點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律，以及它們之間的復(fù)雜對應(yīng)關(guān)系。
　　 其次，結(jié)合溫度敏感度理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出了從大量溫度候選點(diǎn)中快速辨識熱關(guān)鍵點(diǎn)的方法。為實(shí)現(xiàn)熱誤差補(bǔ)償控制，基于主軸熱變形的滯后性與非線性，在分析經(jīng)典Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，引入輸出層反饋，獲得改進(jìn)型

3、Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并用于建立數(shù)控機(jī)床主軸熱誤差預(yù)測模型。應(yīng)用主軸有限元仿真獲得的數(shù)據(jù)檢測熱誤差模型的預(yù)測精度。結(jié)果表明，誤差模型具有很高的預(yù)測精度。
　　 最后，基于虛擬儀器技術(shù)，搭建起實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)的軟件與硬件平臺。基于圖形化軟件開發(fā)平臺LabVIEW，編制數(shù)據(jù)采集程序。實(shí)驗(yàn)采集機(jī)床的溫度值和熱誤差值，并應(yīng)用采集數(shù)據(jù)進(jìn)一步檢驗(yàn)基于改進(jìn)型Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的數(shù)控機(jī)床熱誤差預(yù)測模型的精確性。結(jié)果表明，該誤差模型具有良好的魯棒性