重型数控机床温度场重构方法研究
发布时间：2021-11-03 22:25
在重型数控机床中,由热变形引起的误差是影响其加工精度的关键要素。机床部件在运转过程中的热变形会破坏刀具与工件的正确运动关系和几何关系,导致机床加工工件时出现误差,因此机床温度场分布变化是引起机床热误差的主要原因之一。然而在监测数控机床温度场的过程中,由于高温、震动、电磁干扰等因素,传感器易发生故障,经常出现温度场数据的丢失。同时,考虑到经济成本、加工环境等因素,故障传感器很难进行实时维修和更换。因此,研究重型数控机床温度场的重构方法对经济成本的节约,热误差的分析和机床加工精度的提高有着不可忽视的意义。本文以ZK5540A龙门重型数控机床为研究对象,对机床重要部件的热源进行分析,实现基于光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）传感器的温度场监测,并对缺失数据的修复和温度场重构相关技术进行研究。主要研究内容如下:（1）研究重型数控机床的温度场监测。以重型数控机床自身结构特点为依据,结合对FBG温度传感原理的分析,提出将FBG传感器应用于机床温度场监测。在对机床热源进行分析后,选取合适的温度测点,进行FBG传感器的布置,实现机床温度场的实时监测,与红外热成像仪的监测结...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多重填补处理流程图
基于FBG的
14图2-3ZK5540A龙门重型数控机床由上述参数可知，该机床在X、Y、Z三个方向的行程都较大，而导轨若尺寸过大，则在加工过程中容易产生变形，因此该机床对导轨刚性有很高的要求。同时由该机床的长宽高参数能够得到，其所占空间和小型机床相比要大许多，因而温度场变化也相对较大，容易加剧各部件相对位置的变化，从而导致加工精度降低。而该机床最重要的结构特点是，其主轴、横梁、立柱等关键部件的结构是左右对称的，也就是说，其温度场在Y方向的变化也是对称的。（2）重型数控机床的热源分析影响机床温度分布的关键因素是热源的分布，为了制定合理的布点方案，首要的就是对机床热源进行分析。通常情况下，内部热源和外部热源共同组成机床的热源，如图2-4所示。内部热源的热量传递方式为热传导，包含切削热、冷却液、滑动导轨等；外部热源则为对流传热，包括环境温度、日照等。机床热源轴承摩擦切削热冷却液滑动导轨内部热源电机发热环境温度地热日照空气对流外部热源工人图2-4重型数控机床热源
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于移动监测的冬季路面温度数据处理[J]. 汤筠筠,李长城,廖文洲,张表志. 同济大学学报(自然科学版). 2018(10)
[2]考虑离群值的对数正态模型及其预测分布的蒙特卡洛法实现[J]. 闫春,解冰心. 统计与信息论坛. 2018(09)
[3]基于协同过滤加权预测的主动学习缺失值填补算法[J]. 黄帷,闵帆,任杰. 南京大学学报(自然科学). 2018(04)
[4]基于KF-LSE的建筑室内温度场实时准确重建方法[J]. 石欣,王梨,赵莹. 仪器仪表学报. 2018(02)
[5]热塑性复合材料自动铺放过程中温度场研究[J]. 宋清华,肖军,文立伟,王显峰,范珏雯,石甲琪. 材料工程. 2018(01)
[6]基于密度偏倚抽样的局部距离异常检测方法[J]. 付培国,胡晓惠. 软件学报. 2017(10)
[7]多元时间序列缺失数据填补方法[J]. 李正欣,张凤鸣,王瑛,陶茜,李超. 系统工程与电子技术. 2018(01)
[8]一类变导热系数下三维温度场解析模型[J]. 郭开文,代少军,岳建锋. 工程热物理学报. 2017(08)
[9]处理缺失数据的分数插补法研究[J]. 杨帆,庞新生. 统计与决策. 2017(14)
[10]顺序敏感的多源感知数据填补技术[J]. 马茜,谷峪,李芳芳,于戈. 软件学报. 2016(09)
博士论文
[1]农业经济调查数据的缺失值处理：模型、方法及应用[D]. 潘传快.华中农业大学 2017
[2]基于监测的空间钢结构健康状态评价体系研究[D]. 张泽宇.浙江大学 2017
[3]基于声学测温的温度场重建算法研究[D]. 沈雪华.重庆大学 2016
硕士论文
[1]基于线性转换治愈模型的多重插补法[D]. 于洋.大连理工大学 2018
[2]考虑季节性和趋势性影响的时空数据异常值检测研究[D]. 何奇峰.北京邮电大学 2018
[3]基于支持向量机回归的风电机组运行状态异常检测方法研究[D]. 睦浩淼.西南交通大学 2018
[4]铁路PC部分斜拉桥日照温度场及温度效应分析[D]. 刁飞.西南交通大学 2018
[5]箱型桥梁温度场的全气候分析方法[D]. 梁春芳.华南理工大学 2018
[6]分布式光纤温度传感系统的数据采集模块设计[D]. 宁炳魁.电子科技大学 2018
[7]重型板式给料机运行过程数据监测[D]. 王艳超.大连理工大学 2017
[8]王曲电厂旋流煤粉燃烧器空气动力场温度场数值模拟[D]. 高春阳.华北电力大学 2017
[9]水蓄冷空调蓄水池温度场监测系统的设计与实现[D]. 马荣玮.山东大学 2017
[10]分布式光纤拉曼温度传感数据采集与处理研究[D]. 余辉.太原理工大学 2017
本文编号：3474451
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多重填补处理流程图
基于FBG的
14图2-3ZK5540A龙门重型数控机床由上述参数可知，该机床在X、Y、Z三个方向的行程都较大，而导轨若尺寸过大，则在加工过程中容易产生变形，因此该机床对导轨刚性有很高的要求。同时由该机床的长宽高参数能够得到，其所占空间和小型机床相比要大许多，因而温度场变化也相对较大，容易加剧各部件相对位置的变化，从而导致加工精度降低。而该机床最重要的结构特点是，其主轴、横梁、立柱等关键部件的结构是左右对称的，也就是说，其温度场在Y方向的变化也是对称的。（2）重型数控机床的热源分析影响机床温度分布的关键因素是热源的分布，为了制定合理的布点方案，首要的就是对机床热源进行分析。通常情况下，内部热源和外部热源共同组成机床的热源，如图2-4所示。内部热源的热量传递方式为热传导，包含切削热、冷却液、滑动导轨等；外部热源则为对流传热，包括环境温度、日照等。机床热源轴承摩擦切削热冷却液滑动导轨内部热源电机发热环境温度地热日照空气对流外部热源工人图2-4重型数控机床热源
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于移动监测的冬季路面温度数据处理[J]. 汤筠筠,李长城,廖文洲,张表志. 同济大学学报(自然科学版). 2018(10)
[2]考虑离群值的对数正态模型及其预测分布的蒙特卡洛法实现[J]. 闫春,解冰心. 统计与信息论坛. 2018(09)
[3]基于协同过滤加权预测的主动学习缺失值填补算法[J]. 黄帷,闵帆,任杰. 南京大学学报(自然科学). 2018(04)
[4]基于KF-LSE的建筑室内温度场实时准确重建方法[J]. 石欣,王梨,赵莹. 仪器仪表学报. 2018(02)
[5]热塑性复合材料自动铺放过程中温度场研究[J]. 宋清华,肖军,文立伟,王显峰,范珏雯,石甲琪. 材料工程. 2018(01)
[6]基于密度偏倚抽样的局部距离异常检测方法[J]. 付培国,胡晓惠. 软件学报. 2017(10)
[7]多元时间序列缺失数据填补方法[J]. 李正欣,张凤鸣,王瑛,陶茜,李超. 系统工程与电子技术. 2018(01)
[8]一类变导热系数下三维温度场解析模型[J]. 郭开文,代少军,岳建锋. 工程热物理学报. 2017(08)
[9]处理缺失数据的分数插补法研究[J]. 杨帆,庞新生. 统计与决策. 2017(14)
[10]顺序敏感的多源感知数据填补技术[J]. 马茜,谷峪,李芳芳,于戈. 软件学报. 2016(09)
博士论文
[1]农业经济调查数据的缺失值处理：模型、方法及应用[D]. 潘传快.华中农业大学 2017
[2]基于监测的空间钢结构健康状态评价体系研究[D]. 张泽宇.浙江大学 2017
[3]基于声学测温的温度场重建算法研究[D]. 沈雪华.重庆大学 2016
硕士论文
[1]基于线性转换治愈模型的多重插补法[D]. 于洋.大连理工大学 2018
[2]考虑季节性和趋势性影响的时空数据异常值检测研究[D]. 何奇峰.北京邮电大学 2018
[3]基于支持向量机回归的风电机组运行状态异常检测方法研究[D]. 睦浩淼.西南交通大学 2018
[4]铁路PC部分斜拉桥日照温度场及温度效应分析[D]. 刁飞.西南交通大学 2018
[5]箱型桥梁温度场的全气候分析方法[D]. 梁春芳.华南理工大学 2018
[6]分布式光纤温度传感系统的数据采集模块设计[D]. 宁炳魁.电子科技大学 2018
[7]重型板式给料机运行过程数据监测[D]. 王艳超.大连理工大学 2017
[8]王曲电厂旋流煤粉燃烧器空气动力场温度场数值模拟[D]. 高春阳.华北电力大学 2017
[9]水蓄冷空调蓄水池温度场监测系统的设计与实现[D]. 马荣玮.山东大学 2017
[10]分布式光纤拉曼温度传感数据采集与处理研究[D]. 余辉.太原理工大学 2017
本文编号：3474451
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3474451.html
