本文關(guān)鍵詞：面向數(shù)控加工檢測一體化的在線檢測系統(tǒng)誤差預(yù)測與補(bǔ)償

  更多相關(guān)文章： 在線檢測 誤差預(yù)測 誤差補(bǔ)償 偏最小二乘回歸 不確定度

【摘要】：復(fù)雜曲面零件在造船、航天、模具、和汽車等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。但這類復(fù)雜零件的加工精度要求高,相應(yīng)的檢測系統(tǒng)難于滿足其快速、高精度、在線的檢測要求,阻礙了我國精密裝備制造業(yè)的發(fā)展。復(fù)雜曲面零件的檢測通常采用離線檢測方式,如三坐標(biāo)測量儀,但其設(shè)備昂貴、運(yùn)行環(huán)境要求高,且存在二次裝夾誤差等問題。而在線檢測技術(shù),即工件加工后直接在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行誤差檢測,通過修改NC代碼補(bǔ)償加工誤差即可形成“加工一測量一補(bǔ)償”的一體化閉環(huán)系統(tǒng),是近年來國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文針對面向數(shù)控加工檢測一體化的在線檢測系統(tǒng)中存在的難點(diǎn)問題,深入研究檢測系統(tǒng)的誤差預(yù)測與補(bǔ)償方法,在基本誤差補(bǔ)償基礎(chǔ)上,提出基于偏最小二乘回歸的誤差預(yù)測與二次補(bǔ)償方法；提出基于Bootstrap方法的在線檢測系統(tǒng)不確定度評定方法。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：(1)深入調(diào)研在線檢測系統(tǒng)誤差分析與補(bǔ)償?shù)膰鴥?nèi)外研究現(xiàn)狀,對在線檢測系統(tǒng)的機(jī)床幾何誤差、測頭半徑誤差以及接觸式測頭預(yù)行程誤差分析與補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行綜述分析,并指出該領(lǐng)域目前存在的難點(diǎn)問題。(2)分析影響接觸式在線檢測系統(tǒng)精度的各項(xiàng)因素以及補(bǔ)償方法。對檢測系統(tǒng)的主要誤差來源如機(jī)床幾何誤差、測頭半徑誤差和接觸式測頭預(yù)行程誤差進(jìn)行分析、測量和補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)檢測系統(tǒng)的一次誤差補(bǔ)償。(3)基于在線檢測系統(tǒng)的一次誤差補(bǔ)償結(jié)果,重點(diǎn)分析系統(tǒng)殘余誤差,利用灰色系統(tǒng)理論,提出基于GM(1,1)模型和時間序列分析的ARIMA模型的殘余誤差預(yù)測方法,并進(jìn)行效果分析。(4)在檢測系統(tǒng)誤差分析的基礎(chǔ)上,提出基于偏最小二乘回歸算法的在線檢測系統(tǒng)殘余誤差回歸模型,并按法矢方向?qū)⒛Ｐ皖A(yù)測的誤差進(jìn)行補(bǔ)償,完成對在線檢測系統(tǒng)誤差的二次補(bǔ)償。并通過實(shí)例零件的實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證回歸模型預(yù)測與補(bǔ)償?shù)男Ч?5)提出基于Bootstrap方法的在線檢測系統(tǒng)誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評價方法,為在線檢測系統(tǒng)的檢測精度提供評價指標(biāo)。(6)在上述研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)在線檢測系統(tǒng)的“不確定度分析”模塊和“在線檢測系統(tǒng)誤差預(yù)測與補(bǔ)償”模塊,實(shí)現(xiàn)了檢測系統(tǒng)誤差預(yù)測、補(bǔ)償和不確定度評定等功能。
【關(guān)鍵詞】：在線檢測 誤差預(yù)測 誤差補(bǔ)償 偏最小二乘回歸 不確定度
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景和意義14-15
• 1.2 在線檢測技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 在線檢測系統(tǒng)誤差分析與補(bǔ)償研究概況16-18
• 1.4 本文的主要研究工作18-20
• 第二章 在線檢測系統(tǒng)的基本誤差分析與補(bǔ)償20-30
• 2.1 在線檢測系統(tǒng)的誤差來源分析20-21
• 2.2 三軸數(shù)控機(jī)床的幾何誤差補(bǔ)償21-25
• 2.2.1 三軸數(shù)控機(jī)床的幾何誤差的描述21-23
• 2.2.2 三軸數(shù)控機(jī)床的幾何誤差的測量23-24
• 2.2.3 三軸數(shù)控機(jī)床的幾何誤差的補(bǔ)償方法24-25
• 2.3 接觸式測頭預(yù)行程誤差補(bǔ)償25-28
• 2.3.1 接觸式測頭的工作原理25-26
• 2.3.2 接觸式測頭預(yù)行程誤差的產(chǎn)生26
• 2.3.3 預(yù)行程誤差的獲取與補(bǔ)償26-28
• 2.4 接觸式測頭的半徑誤差補(bǔ)償分析28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 在線檢測系統(tǒng)誤差預(yù)測建模研究30-43
• 3.1 基于灰色系統(tǒng)理論的GM(1,1)模型的誤差預(yù)測30-35
• 3.1.1 灰色系統(tǒng)理論以及GM(1,1)模型30-31
• 3.1.2 GM(1,1)模型建模機(jī)理31-33
• 3.1.3 基于GM(1,1)模型的在線檢測系統(tǒng)誤差預(yù)測實(shí)例33-35
• 3.1.4 GM(1,1)模型的不足35
• 3.2 基于時間序列分析的在線檢測系統(tǒng)誤差預(yù)測35-42
• 3.2.1 時間序列分析以及ARIMA模型35-36
• 3.2.2 基于Eviews的在線檢測系統(tǒng)誤差時間序列分析實(shí)例36-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第四章 基于偏最小二乘回歸的在線檢測系統(tǒng)誤差補(bǔ)償研究43-58
• 4.1 偏最小二乘回歸概述43-44
• 4.2 偏最小二乘回歸建模原理44-46
• 4.2.1 算法思想44
• 4.2.2 算法建模步驟44-46
• 4.3 基于偏最小二乘回歸的在線檢測系統(tǒng)誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)46-48
• 4.3.1 誤差補(bǔ)償策略46-47
• 4.3.2 二次誤差補(bǔ)償原理47-48
• 4.4 基于偏最小二乘回歸的在線檢測系統(tǒng)誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)48-57
• 4.4.1 在線檢測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的搭建48-49
• 4.4.2 檢測實(shí)驗(yàn)的具體步驟49-53
• 4.4.3 二次誤差補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果分析53-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 在線檢測誤差不確定度評定與系統(tǒng)開發(fā)58-67
• 5.1 測量不確定度定義和分類58
• 5.2 基于Bootstrap方法的在線檢測系統(tǒng)誤差的不確定度評定58-59
• 5.3 在線檢測系統(tǒng)誤差評定實(shí)驗(yàn)59-62
• 5.4 在線檢測系統(tǒng)的二次開發(fā)62-66
• 5.4.1 不確定度分析模塊62-63
• 5.4.2 誤差預(yù)測與補(bǔ)償模塊63-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論和展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀學(xué)位期間的論文74-75
• 致謝75

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本文編號：969056