數(shù)控機(jī)床的定位精度是反映機(jī)床性能的一項重要指標(biāo),是影響工件加工精度的重要因素。由絲杠和螺母相對運動產(chǎn)生的熱伸長嚴(yán)重影響定位精度,由于機(jī)床加工時工況多變,其絲杠的熱變形狀況不甚一致。本文結(jié)合絲杠熱變形特點,采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了絲杠熱誤差模型,辨識絲杠的熱變形誤差參數(shù),利用多體系統(tǒng)理論建立具有絲杠熱誤差計算及補償功能的通用模型。在Windows 2000平臺上運用Visual Basic 6.0和Access數(shù)據(jù)庫開發(fā)了相應(yīng)的在線檢測和補償軟件。本文的主要工作概括為如下幾個方面: 一、系統(tǒng)地論述了進(jìn)給速度、預(yù)緊力、加工狀況以及軸承固定形式等對絲杠熱變形的影響。 二、以多體系統(tǒng)理論(MBS)為基礎(chǔ),建立了包含測頭誤差、機(jī)床幾何誤差、絲杠和主軸熱誤差的綜合誤差補償模型。 三、介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論以及RBF網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和算法,利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了絲杠的熱誤差參數(shù)辨識模型。 四、開發(fā)了計及絲杠熱變形的加工中心在線檢測軟件;軟件共有6個功能模塊組成,重點開發(fā)了絲杠熱誤差補償模塊。 五、在XHFA2420大型仿形定梁龍門加工中心和MAKNIO立式加工中心上,對模型和軟件進(jìn)行了實驗驗證。實驗證明由RBF建立的辨識模型學(xué)習(xí)速度快,逼近精度高,尤其適合處理變化規(guī)律復(fù)雜的系統(tǒng)。通過標(biāo)準(zhǔn)試件的檢測及補償實驗表明:進(jìn)行誤差補償后精度有較大的提高,綜合精度平均提高了74.6%,驗證了本文提出的誤差補償方法的可行性和有效性。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：TH161
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題提出的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.2.1 加工中心整機(jī)熱誤差補償技術(shù)研究概述
        1.2.2 絲杠熱誤差補償技術(shù)研究概述
        1.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用
    1.3 該研究領(lǐng)域目前存在的主要問題
    1.4 本學(xué)位論文的主要工作
第二章 關(guān)于絲杠熱變形誤差的研究
    2.1 進(jìn)給速度及預(yù)緊力對絲杠熱變形的影響
        2.1.1 實驗方法及內(nèi)容
        2.1.2 進(jìn)給速度和預(yù)緊力對絲杠熱變形的影響
    2.2 加工狀況對絲杠熱變形的影響
        2.2.1 加工條件和冷卻液對絲杠熱變形的影響
        2.2.2 加工路徑對絲杠熱變形的影響
        2.2.3 加工不同材料的工件時絲杠的熱變形情況
    2.3 不同軸承固定方式時絲杠的熱變形情況
        2.3.1 單邊緊固
        2.3.2 絲杠軸承兩端緊固
        2.3.3 固定／預(yù)緊軸承
第三章 計及絲杠熱變形誤差的誤差模型的建立
    3.1 加工中心在線檢測系統(tǒng)誤差分析
        3.1.1 測頭系統(tǒng)誤差分析
        3.1.2 加工中心幾何誤差分析
        3.1.3 加工中心熱誤差分析
    3.2 多體系統(tǒng)理論（MBS）的基本方法
        3.2.1 MBS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        3.2.2 相鄰體間的坐標(biāo)變換矩陣
        3.2.3 描述任意體上給定點的實際位置
    3.3 計及絲杠熱誤差的加工中心在線檢測誤差模型
        3.3.1 檢測系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及設(shè)立坐標(biāo)系
        3.3.2 計及絲杠熱誤差的誤差模型的建立
第四章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的絲杠熱誤差辨識模型
    4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理
        4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述
        4.1.2 神經(jīng)元的概念
        4.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)規(guī)則
    4.2 徑向基函致（RBF）網(wǎng)絡(luò)的原理
        4.2.1 RBF網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
        4.2.2 RBF網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法
    4.3 基于RBF網(wǎng)絡(luò)的絲杠熱誤差參數(shù)辨識
        4.3.1 溫度及熱變形的測定
        4.3.2 測量點的布置及RBF對測溫點的優(yōu)化
        4.3.3 絲杠熱誤差參數(shù)辨識結(jié)果
第五章 具有絲杠的熱誤差補償功能的在線檢測軟件的開發(fā)
    5.1 軟件的設(shè)計內(nèi)容和總體結(jié)構(gòu)
    5.2 軟件中的主要數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)
    5.3 軟件的開發(fā)
        5.3.1 誤差補償模塊的開發(fā)
        5.3.2 數(shù)據(jù)處理模塊的開發(fā)
        5.3.3 計算步驟
    5.4 在線檢測軟件的誤差補償計算實例
第六章 實驗研究
    6.1 加工中心絲杠熱誤差辨識實驗研究
    6.2 計及絲杠熱誤差的在線檢測軟件誤差補償實驗
        6.2.1 實驗研究的軟硬件環(huán)境
        6.2.2 加工中心在線檢測軟件誤差補償實驗
第七章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
作者在碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
附錄1
附錄2

【相似文獻(xiàn)】

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