熱誤差是數(shù)控機(jī)床的主要誤差源之一,由溫度變化以及分布不均引起的誤差對(duì)超精密機(jī)床的加工精度影響極其重大,熱問(wèn)題已經(jīng)成為了影響精密機(jī)床精度的重要因素。而主軸系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的核心部件,其旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量引起的熱變形是影響零件加工精度的主要誤差來(lái)源,為此,縮小熱誤差是提升數(shù)控機(jī)床加工精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。熱誤差補(bǔ)償法是最常用的一種減少熱誤差的方法,但熱誤差補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn),需由溫度傳感器的實(shí)際測(cè)量值通過(guò)誤差模型計(jì)算出補(bǔ)償值,并反饋到補(bǔ)償執(zhí)行機(jī)構(gòu),因此建立熱誤差預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型是數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償控制技術(shù)最關(guān)鍵的一步,也是最為復(fù)雜和困難的工作。本文以HMC500機(jī)床的主軸系統(tǒng)為研究對(duì)象,運(yùn)用模糊聚類-灰色關(guān)聯(lián)度理論,對(duì)主軸系統(tǒng)的測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化選擇,在此基礎(chǔ)上運(yùn)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法,對(duì)主軸系統(tǒng)熱誤差進(jìn)行建模與預(yù)報(bào),為今后的熱誤差補(bǔ)償技術(shù)提供重要的理論支持。本文的主要研究?jī)?nèi)容安排如下:(1)介紹了課題的研究目標(biāo)、研究背景及意義,并對(duì)溫度測(cè)點(diǎn)布置優(yōu)化技術(shù)和熱誤差建模方法的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)進(jìn)行了回顧與總結(jié)的基礎(chǔ)上,明確研究?jī)?nèi)容與方向。(2)對(duì)課題研究的機(jī)床結(jié)構(gòu)以及機(jī)床的關(guān)鍵性部位進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。(3)基于模糊聚類法-灰色關(guān)聯(lián)度...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號(hào)注釋表
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀
        1.2.1 溫度和熱誤差測(cè)量現(xiàn)狀
        1.2.2 溫度測(cè)點(diǎn)布置優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.2.3 熱誤差補(bǔ)償建模理論研究現(xiàn)狀
    1.3 溫度傳感器布置策略
    1.4 課題研究綜述
        1.4.1 課題的來(lái)源
        1.4.2 課題研究目標(biāo)
        1.4.3 擬解決的關(guān)鍵性問(wèn)題
        1.4.4 技術(shù)路線
    1.5 本章小結(jié)
第2章 HMC500機(jī)床結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵部分說(shuō)明
    2.1 HMC500的結(jié)構(gòu)分析
        2.1.1 機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)
        2.1.2 HMC500主軸箱
    2.2 主軸結(jié)構(gòu)及其主要參數(shù)
        2.2.1 主軸的結(jié)構(gòu)
        2.2.2 主軸電機(jī)
        2.2.3 主軸軸承
        2.2.4 軸承配置
        2.2.5 軸承參數(shù)
        2.2.6 主軸系統(tǒng)的冷卻
    2.3 本章小結(jié)
第3章 主軸系統(tǒng)熱誤差測(cè)點(diǎn)的優(yōu)化
    3.1 聚類分析概述
        3.1.1 模糊聚類分析理論基礎(chǔ)
        3.1.2 模糊聚類分析方法
    3.2 灰色系統(tǒng)理論概述
        3.2.1 灰色關(guān)聯(lián)分析模型
    3.3 HMC500主軸單元溫度場(chǎng)和熱誤差的測(cè)量
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)中用到的設(shè)備儀器
        3.3.3 溫度與熱誤差測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    3.4 HMC500主軸系統(tǒng)測(cè)溫點(diǎn)的優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第4章 HMC500主軸系統(tǒng)熱源與溫度場(chǎng)分析與計(jì)算
    4.1 機(jī)床的傳熱機(jī)理
        4.1.1 熱量傳遞方式
        4.1.2 穩(wěn)態(tài)熱溫度場(chǎng)和瞬態(tài)溫度場(chǎng)
    4.2 HMC500主軸系統(tǒng)的熱源及其發(fā)熱量計(jì)算
        4.2.1 HMC500熱源分析
        4.2.2 軸承發(fā)熱分析與計(jì)算
    4.3 基于有限元法的HMC500主軸系統(tǒng)溫度場(chǎng)計(jì)算與分析
        4.3.1 ANSYSWorkbench17.0有限元分析
        4.3.2 主軸系統(tǒng)熱邊界條件計(jì)算
        4.3.3 主軸系統(tǒng)對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算
        4.3.4 主軸系統(tǒng)的熱特性仿真計(jì)算
        4.3.5 主軸系統(tǒng)的熱變形
        4.3.6 HMC500主軸溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.4 本章小論
第5章 HMC500主軸熱誤差建模方法及其預(yù)測(cè)
    5.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)熱誤差建模方法與應(yīng)用
        5.1.1 模糊數(shù)學(xué)
        5.1.2 Takagi–Sugen模型
        5.1.3 Takagi–Sugen模糊理論
        5.1.4 訓(xùn)練算法流程
    5.2 熱誤差模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)位論文
附錄B 基于T-S模糊模型的程序



本文編號(hào)：4030616