【摘要】：隨著工業(yè)現(xiàn)代化地不斷推進(jìn),生產(chǎn)對加工精度的要求越來越高。數(shù)控機(jī)床作為主要工具,決定工業(yè)化水平的高低。數(shù)控機(jī)床的精度影響因素較多,熱誤差是影響精度的最大誤差源之一,補(bǔ)償法是較為通用的控制方法。雖然補(bǔ)償技術(shù)取得了一定的進(jìn)展,但是熱誤差精確建模及方便地進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償還難以實現(xiàn)。本課題將嵌入式技術(shù)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、MATLAB建模仿真技術(shù)結(jié)合,應(yīng)用于機(jī)床熱誤差補(bǔ)償領(lǐng)域,實現(xiàn)機(jī)床熱誤差的在線實時采集與在線實時補(bǔ)償。本文所進(jìn)行的熱誤差實時補(bǔ)償控制器的設(shè)計開發(fā)主要內(nèi)容如下:首先,選擇應(yīng)用廣泛、技術(shù)較為成熟的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和泛化性能力強(qiáng)、魯棒性好的支持向量機(jī),建立數(shù)學(xué)模型,闡述二者的原理和算法,并將其應(yīng)用在熱誤差補(bǔ)償中。利用溫度傳感器采集機(jī)床關(guān)鍵點溫度,進(jìn)行多組溫度數(shù)據(jù)采集實驗,為機(jī)床熱誤差建模提供數(shù)據(jù)來源。對比兩種不同的建模方法,模型在MATLAB中進(jìn)行仿真,驗證熱誤差模型的補(bǔ)償效果。其次,對機(jī)床熱誤差實時補(bǔ)償控制器進(jìn)行開發(fā),搭建軟、硬件環(huán)境平臺,利用QT Creator軟件設(shè)計人機(jī)交互界面。熱誤差實時補(bǔ)償控制器分為三個模塊:溫度采集模塊、熱誤差模型二次開發(fā)模塊和熱誤差實時補(bǔ)償模塊,并分別對熱誤差實時補(bǔ)償控制器的軟、硬件進(jìn)行介紹。最后,對機(jī)床主軸進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償實驗,傳感器在線實時采集機(jī)床溫度,離線建立模型,保存模型參數(shù),對模型進(jìn)行二次開發(fā),并嵌入到A R M 11_L i n u x開發(fā)板,擺脫P(yáng) C上位機(jī),在線實時對機(jī)床進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償,開發(fā)出基于嵌入式的數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償控制器。本文初步實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床熱誤差實時補(bǔ)償,在FANUC機(jī)床和SIEMENS機(jī)床上進(jìn)行仿真和實驗,這對形成最終的補(bǔ)償控制器產(chǎn)品,提高機(jī)床精度,具有一定的理論意義和實用價值。
【圖文】：

圖 1-1 嵌 入 式 產(chǎn) 品 設(shè) 計 流 程(Fig.1-1 Embedded product design process)機(jī) 床 熱 誤 差 實 時 補(bǔ) 償 裝 置 共 包 括 三 個 模 塊 ： 溫 度 采 集 模 塊 、 熱 誤 差 模塊、 預(yù)測值 誤差補(bǔ)償模 塊。利用溫度傳感器采集溫度，然后上傳給 P位 機(jī)，進(jìn)行建模仿 真分析，建立 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和 LIBSVM 支持向量機(jī)數(shù)型 ，得到 參數(shù) ，，在 QT 下進(jìn) 行模型的二次開發(fā)，進(jìn)而可以實現(xiàn)在線溫度 ，離線 建模，在 線進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償；機(jī)床類型包括 SIEMENS 機(jī)床和 FANU床 ，經(jīng)分析機(jī)床 PLC 的接口，誤差補(bǔ)償量可以通過串口控制器和 FANUi 擴(kuò)展板 送給 FANUC 機(jī) 床，經(jīng)過以太網(wǎng)口送給 SIEME NS 機(jī)床，利用機(jī)部 原點偏 移的功能 ，編寫相應(yīng)的機(jī)床原點偏移的 PLC 程序，可以控制主 軸的位 移，從而 達(dá)到縮小誤差，達(dá)到改善機(jī)床精度目的。論 文結(jié)構(gòu)如下 ：第 一 章 ， 闡 述 了 本 課 題 的 研 究 背 景 和 意 義 ， 介 紹 熱 誤 差 補(bǔ) 償 技 術(shù) 的 外 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 ， 提 出 數(shù) 控 機(jī) 床 熱 誤 差 補(bǔ) 償 技 術(shù) 目 前 存 在 的 主 要 問 題 ， 提 課 題研究 的主要內(nèi) 容。

四川理工學(xué)院碩士研究生學(xué)位論文第 六 章 ， 總 結(jié) 與 展 望 。 概 述 了 本 課 題 研 究 得 出 的 結(jié) 論 ， 并 展 望 進(jìn) 一要解決 的問題 。機(jī)床 熱誤差 實時補(bǔ)償控 制裝置的開發(fā)流程框圖如下圖 1-2 所示：
【學(xué)位授予單位】：四川理工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2587967