基于径向基网络模型的机床主轴箱热误差模型研究.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术No．62015年6月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJun．2015文章编号：1001—2265(2015)06—0083—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．06．023基于径向基网络模型的机床主轴箱热误差模型研究牟菊，马术文(1．中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司，成都610091；2．西南交通大学机械工程学院，成都610031)摘要：由于机床主轴转速相对机床其它运动部件的运动速度较高，所以机床主轴热误差在机床热误差中占有很大

2、的比例，严重影响数控机床的加工精度。机床热误差建模在热误差补偿过程中具有非常重要的意义，文章针对某立式三轴加工中心的主轴箱，利用径向基神经网络模型理论，研究机床主轴箱关键测温点温升和机床热误差之间的关系模型。通过和线性回归模型对比分析，表明径向基神经模型能有效地提高热误差模型的精度。关键词：径向基神经网络；主轴热误差；热误差模型中图分类号：TH166；TG65文献标识码：AResearchontheThermalErrorModelofSpindleBasedonRadialBaseFunctionNeuralNetworkMOUJu，MAShu．wen(1．AVI

3、CChengduAircraftInd．(Group)Ltd．，Chengdu610091，China；2．SchoolofMechanicalEngineer-ing，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Forthespindlerevolvesinhigherspeedthanothermotionparts，thethermalerrorofspindleisthemostmajorproportionofthethermalerorofaNCmachinetoo1．Themachi

4、ningaccuracywillbere-ducedseverely．Somodelingandcompensatingthermalerorareveryimportantworksinprecisionmachi—ning．Inthispaper，therelationmodelbetweenthermalerorandtemperatureriseontemperaturemeasuringpointshasbeenresearchedthroughradialbasefunction(RBF)neuralnetworksinaspindleboxofa3ax

5、isverticalcenter．RBFneuralnetworkcanimprovetheaccuracyofthermalerorthanmul廿pleregressionthroughsimulationanalysis．Keywords：radialbasefunctionneuralnetwork；thermalerorofspindle；thermalerormodel结果表明可以将z向热误差从155．5／zm降低到0引言3．5／zm。张奕群等在对数控机床热特性分析的基础数控机床运行过程中的热误差占机床总误差的上，认为主轴轴承摩擦生热是最大的内热源，对热

6、误差75％【lJ，在精密加工中甚至达到80％。在机床热误差起主要作用，主轴轴承的摩擦热与主轴转速有直接的中，由于主轴转速相对其它运动部件的速度更高，所以关系，因此建立基于主轴转速及的热误差线性差分方主轴轴承摩擦发热引起的热误差是机床热误差的主要程模型。张国雄和YidingWang利用灰色系统理论组成部分。建立热变形误差的线性微分方程，通过求解微分方程为了有效进行机床热误差补偿，必须建立正确的建立热误差模型，证明可以补偿70％的热误差J。由机床热误差模型。最常用的机床热误差模型是利用统于人工神经网络系统可以通过学习的方法来不断地修计理论，建立测温点温升和热误差的多元线

7、性回归模正模型以逼近实际系统，所以可以逼近任意非线性系型引。多元线性回归模型简单，在热误差补偿实现方统，并在机床热误差建模中也得到了较为广泛的应用。面相对比较容易，但机床上各个测温点的温升和热误NarayanSrinivasa和ChristopherD应用模糊ARTMAP差之间不是简单的线性关系，限制了多元线性回归模(AdaptiveResonanceTheoryModulesMap)神经网络算型的精度。DongSooLee应用机床主要热源相关的测法通过两次热工作循环的训练学习来预测机床的动态温点温升作为热误差输入，建立基于热误差和测温点热误差’加。温升的多元二