数控机床温度测点优化.pdf

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1、主题：潮量技术及奠应用I数控机床温度测点优化吴小玉①吕长飞①②朱秋菊③(①贵州师范大学机械与电气工程学院，贵州贵阳550014；②贵州师范大学机械与控制仿真重点实验室，贵州贵阳550014；③上海航天电子技术研究所，上海201109)摘要：通过模糊聚类分析方法将不同位置测点的温度按特征进行归类。用热误差敏感度分析方法从每一类别中选出一个最优测点组成最优测点组合，实现数控机床温度测点优化。并利用最小二乘法进行多元线性回归分析对机床热误差进行建模，与实验对比。验证了此温度测点优化选择方法的有效性。关键字：温度测点优化数控机床模糊聚类热误差敏感度

2、中图分类号：TP23文献标识码：AOptimizationoftemperaturemeasuringpointsforCNCmachinetoolsWUXiaoyu①，LVChan如i①②。ZHUQiuju③((￡)SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，GuizhouNormalUniversity，Guiyang550014，CHN；②r11leKeyLabofMechanicalandControlSimulation，GuizhouNormalUniversity，Guiyang55001

3、4。CHN；@)ShanghaiAerospaceElectronicsInstitute，Shanghai201109，CHN)Abstract：Thepaperclassedthetemperaturemeasuringpointsatdifferentpositionsaccordingtocharacteristicbasedonfuzzyclustertheory，andthermalerrorsensitivityanalyticalmethodwasadaptedtodetermineoptimummeasuringpoint

4、ineveryclass，tomaketemperaturemeasuringpointsoptimizationcometrue．Thermalerrormodelisproposedwiththeleastsquaremethodandcontrastedwiththeexperimentstoval—idatethetemperaturemeasuringpointsoptimizationmethods．PointsKeywords：TemperatureMeasuringOptimization；CNCMachineTool；Fu

5、zzyClustering；ThermalErrorSensitivity如何在众多温度测点中找出少数能表达机床温度度变化对热误差作用的大小，体现了温度测点信息量信息的关键温度测点，通过最少温度测点获得较多的特点，但当温度测点数量众多时，运用热误差敏感度计机床温度场变化信息，进而建立精度高、鲁棒性好的热算最优测点时计算量大¨⋯。本文结合模糊聚类和热误差模型是国内外学者在精密制造方面研究的主要方误差敏感度分析方法，通过模糊聚类分析方法将不同向11-2]。沈岳熙和杨建国提出一种基于岭回归分析的位置测点的温度特征归类，用热误差敏感度分析方法数控机

6、床温度布点优化方法。3J，张琨等用热模态分析从每一类别中选出一个最优测点组成最优测点组合，方法对机床温度测点进行优化选择HJ，周天鹏等采用实现数控机床温度测点优化，并利用最dx--乘法进行灰色系统理论中灰色关联分析法建立测温点和热误差多元线性回归分析对机床热误差进行建模，与实验对之间的相关程度达到优化测温点的目的"J，NaeemS．比，验证了此温度测点优化选择方法的有效性。Mian等采用有限元方法对环境温度所引起的机床变1温度测点优化形进行了估算怕J，Yung—ChengWang等建立了主轴热变形最小化测量系统和补偿机制"1。模糊聚类分析如

7、何用最少关键温度测点代表众多温度测点用于方法和热误差敏感度分析方法等都取得了很好的应热误差建模且不会降低模型精度是一个极其关键的问用旧‘9J。模糊聚类分析方法按照温度变化的相关性可题，这样既能减少试验工作量和降低成本，更能简化热以将测点归为若干类以减少测点的量，但不能确定误差模型。最固优温等度测点等的位等置。热误差敏感度表达了测点的温1．1模糊聚类测点分类、≮．，￡⋯o+月IlMI主题：嗣置技术A冀应用根据机床结构特征和实际运行情况，在机床主轴R。^(A)=t(R)．(4)箱、进给系统等重要部件上布置n个温度测点，用模糊则天让为t(R)在A

8、处的截集，称为布尔矩阵。对聚类分析对该It个测点进行聚类，设U={／．Z。．／／,：，⋯，于温度变量戈m则在阈值A上时聚为一类，从而达到H。}为待分类的n个温度测点，其中每一待分