基于时间序列算法的数控机床热误差建模与补偿研究

发布时间：2020-11-10 07:46

　　 精密和超精密加工技术在现代机械加工行业中已经成为重要的组成部分和发展方向,随着数控机床技术的高速发展,现代机械加工行业对数控机床的精度标准日益提高,数控机床所产生的加工误差严重影响着加工工件的精度与质量。在众多加工误差源中,几何误差与热误差占据了绝大部分,尤其是热误差,故减少这两项误差,把应有的加工精度通过热误差补偿技术补偿回来,在工业制造加工中有着非常重要的意义。本文在具备数控机床热误差补偿工作经验和补偿技术理论基础上,以台群精机T-500立式加工中心为研究对象,提出了基于时间序列算法数控机床热误差建模与实时补偿应用解决方案。在实际加工中,该数控机床通过热误差补偿技术解决了约80%的热误差,使得原做粗加工的机床转为精加工。本文以解决实际加工误差问题为导向,在此过程中,所进行了如下研究工作:(1)在数据采集过程中,研究温度测点布置与优化策略,主要确定布置在机床上温度传感器的个数以及所放位置;(2)时间序列基本理论与建模方法的研究;(3)以LabVIEW软件开发平台实现了数控机床热误差实时补偿系统,分析并设计硬件平台构成与软件系统的整体架构;(4)针对工业实际加工中的数控机床热误差问题,提出数控机床热误差补偿的解决方案。通过基本的时序算法理论与实验研究,证明了本文所采用的温度测点布置方案、基于时序算法热误差模型以及数控机床热误差实时补偿系统软硬件研究等内容的有效性和可行性。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG659
【部分图文】：

在数控机床上使用的温度传感器的发展大致经历了以Ｋ?３个阶段［３１］：传统温度传感??器、模拟集成温度传感器、智能数字式温度传感器。??传统温度传感器以热电偶、热敏电阻、热电阻为代表，如图２．１所示。这种传感器??是以模拟信号输出为主，使用时配合Ａ／Ｄ转换电路。该类型的传感器不仅承载的信号量??少而且还容易受到外界的干扰。??ｍＦ１＾＾＊＊＊?．．…．…．一??????图２．１热电偶温度传感器??模拟集成温度传感器是采用硅半导体集成工艺制作而成，是一个由温控开关、可编??程温度控制器等元件组成的系统。其工作时不受其它微处理器的控制，在工业上也有一??定比例的使用。然而传统式和模拟式的温度传感器随着智能化技术的普及与发展，新型??智能温度传感器具有得天独厚的优势，正慢慢地取代它们。??如图２．２所示的线性模拟集成温度传感器，它集成了硅半导体技术、硬件控制技术，??７??

智能温度传感器也称“数字式温度传感器”，采用了微电子技术、计算机技术以??及自动测试技术（ＡＴＥ），主要包含温度传感器、Ａ／Ｄ转换器、信号处理器、寄存器和??接口电路等多种部件，甚至有些高级的传感器还具有单独的抗干扰电子回路，如图２．３??黑色小盒所示。数字式温度传感器相对于传统温度传感器来说有以下优点：??（１）

图２．２线性模拟集成温度传感器??温度传感器正在从模拟式向数字式、由集成化向智能传感器也称“数字式温度传感器”，采用了微电子技（ＡＴＥ），主要包含温度传感器、Ａ／Ｄ转换器、信号处部件，甚至有些高级的传感器还具有单独的抗干扰电数字式温度传感器相对于传统温度传感器来说有以下能力强；??高；??好；??；??业界实际使用中，尤其在设计数控机床测温系统时，优
【参考文献】

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本文编号：2877675