基于神经网络的机床-工件系统热误差补偿技术研究.pdf

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1、TechnoIogyandTesf工艺与检测基于神经网络的机床一工件系统热误差补偿技术研究满忠伟①②汪世益②(①山东山推机械有限公司，山东济宁272023；②安徽工业大学机械工程学院，安徽马鞍山243002)摘要：以机床一工件系统的热变形为研究对象。应用神经网络理论建立机床一工件系统的热误差模型，对热误差神经网络模型的关键输入参数进行了分析讨论，提出了该模型的误差补偿策略。以某型号大尺寸回转支承滚道数控车削加工为例，建立了热误差模型，对回转支承滚道加工实施热误差补偿，结果表明。机床一工件系统的热误差模型有较强的预测能力，提出的补偿方法有较好的补偿效果。关

2、键词：数控机床干式切削神经网络热误差补偿中图分类号：TH161文献标识码：AStudyofthermalerrorcompensationonthesystemofmachinetoolandwork-piecebasedonneuralnetworkMANZhongwei①②WANGShiyi②。((~)ShandongShantuiMachineToolCo．，Ltd．，Jining272023，CHN；(~)AnhuiUniversityofTechnology，Maanshan243002，CHN)Abstract：Takingthesystem

3、ofmachineandwork-pieceastheresearchobjectinthepaper，applyingtheoryofneuralnetworktobuildthermalerrormodelofthesystemofmachineandwork-piece，discusseskeyin—putparametersofthermalerormodelofneuralnetwork，andproposesthestrategyofthermalerrorcon-pensation．Takingthemachiningonracewayof

4、slewingringasanexample，buildsthermalerormodel，andimplementsthecompensationtothemachiningonracewayofslewingring．Theresultshowsthemodelhasbetterabilityofpredictionforthermalerorofthesystemofmachineandwork—piece，corn—pensationmethodwhichthepaperproposesonthesystemofmachineandwork——p

5、iecehasbettercorn--pensationeffect．Keywords：NCMachineTool；DryCutting；NeuralNetwork；ThermalErorCompensation机床热变形对工件加工精度的影响很大，热误差程技术手段模拟人脑神经网络结构和功能的一种非线是最大的误差源，可达机床总误差的70％左右。因性动力学系统J，它具有集体运算能力和自适应的学此，控制热误差是提高机床加工精度的关键技术。误习能力，以及很强的容错性、鲁棒性，善于联想、综合和差补偿技术可以在不提高机床自身零部件精度的条件推广，目前以神经网络为代表

6、的智能补偿技术已运用下，使工件的加工精度大幅度提高。J。到误差建模中J。以往的热误差模型以机床为研究机床热误差在有效补偿的前提下能够对某一温度对象，忽略了工件的热变形对加工精度的影响。本文场下的机床热误差进行准确的预报，然后根据预报值以机床一工件系统为研究对象，应用BP神经网络理论进行补偿。这就要求尽可能准确地进行热误差建模，建立机床一工件系统的热误差模型，并在此基础上提即建立机床热误差与温度之间的关系，从而在实时补出误差补偿策略。偿过程中用温度值来预报热误差。热误差建模的方法1机床一工件系统的热误差分析很多，选择不同的建模方法对误差补偿效果有非常大的影

7、响。热误差很大程度上取决于加工条件、加工周机床的热误差主要是由于机床工作时复杂的温度期、冷却液的使用以及周围环境等诸多因素，因此热场造成机床各部件变形即机床的热动态过程而引起误差呈现非线性及交互作用。神经网络理论是利用工的。机床运转过程中，运动部件在内部和外部热源作·99·￡u_l_年，工艺与检测TeChn0IogyandTesl用下，产生热量并传给机床各部位产生温差，使各零部构有关，但引起加工热误差的热敏感Lx二域主要有床身、件产生热变形，造成加工精度下降。主轴和丝杠，所以热误差模型的输入参量为床身、轴机床中的内部热源包丝杠、主轴和切削液的温度，输出参

8、量为主轴径向位括设备运行中的运动副产l霭螽lI移。由于在金属加工过程中产生大量的