基于蚁群算法优化BP神经网络的数控机床热误差补偿基于蚁群算法优化BP神经网络的数控机床热误差补偿.pdf

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1、第10期组合机床与自动化加工技术N0．102013年10月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueoct．2013文章编号：1001—2265(2013)10—0050—04基于蚁群算法优化BP神经网络的数控机床热误差补偿章晓英(上海行健职业学院信息技术与机电工程系，上海200072)摘要：文章针对影响数控机床加工精度的温度误差进行研究分析，提出了一种基于蚁群算法优化BP神经网络的数控机床热误差补偿方法。文章详细阐述了蚁群算法和BP神经网络算法，以及

2、蚁群算法优化BP神经网络过程，给出了数控机床热误差补偿硬件系统。以三轴联动卧式加工中心为例，在合理布置热传感器的同时，利用粗集理论相关知识方法，提取机床热误差补偿重要特征参数。运用蚁群算法优化BP神经网络建立精确较高和鲁棒性较强的热误差模型。通过实验仿真结果表明经补偿机床加工精度得到较大提升，补偿效果也明显优于BP神经网络以及PSO．BP神经网络，具有一定的理论意义和实用价值。关键词：蚁群算法；BP神经网络；热误差补偿；数控机床中图分类号：TH161文献标识码：AThermalErrorCompensatio

3、nforCNCMachineToolsBasedonACO．BPNeuralNetworkZHANGXiao—ying(DepartmentofInformationTechnologyandMechatronicsEngineering，ShanghaiXingjianCollege，Shang-hai200072，China)Abstract：FocusingonthestudyandanalysisonofMachiningaccuracyofNCmachinetoolsthermaler—ror，th

4、ispaperhaspresentedaNCmachinetoolsthermalerrorcompensationmethodbasedonAntColo—nyoptimizationalgorithmBPneuralnetwork．ThisarticlehaselaboratedontheAntColonyalgorithm，BPneuralnetworkalgorithmandAntColonyoptimizationalgorithmBPneuralnetwork，andhasgiventhehard

5、waresystemofNCmachinetoo1therma1errorcompensation．Withanexampleofthree．axishori．zontalmachiningcenter，atthesametimeofreasonablelayoutofthermalsensors，usingroughsettheoryandknowledge，importantcharacteristicparametersofthermalerrorcompensationonmachinetoolsha

6、sbeenextracted．UsingAntColonyoptimizationalgorithmBPneuralnetwork，athermalerrormodelwithhigherprecisionandstrongrobustnesshasbeenbuilt．Throughthesimulatingexperimentalsimulation，itisshowedthattheappliedtothemachiningaccuracyhasbeengreatlyimprovedafterusingc

7、ompensation，andthecompensationeffectissignificantlybetterthanBPneuralnetworkaswellasthePSO—BPneuralnetwork，SOthismethodhassometheoreticalsignificanceandpracticalvalue．Keywords：antcolonyalgorithm；BPneuralnetwork；thermalerrorcompensation；CNCmachinetools照和环境温度

8、，内热源的种类有很多，如电机传动过程0引言中的摩擦热、机械机构操作产生的热、切削过程的切削随着精密加工技术的广泛使用和发展，在很大程热、轴承转动过程中的摩擦热等。。同时，机床零件度上提高了数控机床的加工精度。一般而言影响精密的复杂形状、材料的热特性差异等不确定因素使得机加工机床的误差主要来自热误差，大概占总误差的床的产热机理非常复杂，所有这些因素都将导致机床40％～70％。针对如何减少热误差对机械加