基于RBF神经网络的主轴热变形实时测量与研究.pdf

《基于RBF神经网络的主轴热变形实时测量与研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、主题：中高档数控规廉及关键技Topics：Middle,-HighLevelCNCMachineandKeyTechnology基于RBF神经网络的主轴热变形实时测量与研究伍良生翟少剑周大帅马建峰(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100124)摘要：运用RBF神经网络理论建立机床主轴热误差数学模型，首次采用API主轴测量系统对150MD24Y16型电主轴进行了热变形实时测量。实验结果表明，所测主轴热变形沿z轴方向最大，在主轴转速1000r／min的条件下，约为43，并依据国际标准对主轴进行了24h测量，为后期有限元分析和实时补偿提供了实测

2、数据和经验保障。关键词：主轴径向基函数神经网络热变形实时测量API中图分类号：TH161．4文献标识码：AReal-timemeasurementandresearchonspindlethermaldeformationusingRBFneuralnetworkWULiangsheng，ZHAIShaojian，ZHOUDashuai，MAJianfeng(CollegeofMechanicalEngineering＆AppliedElectronicTechnology；BeijingUniversityofTechnology；Beijing1

3、00124；CHN)Abstract：Aneuralnetworkbasedonradialbasisfunction(RBF)isusedtopredictthethermalerrorofaCNCturningcenter．Atthesametime，thispaperstudiesfirstlythethermaldeformationof150MD24Y16mo-torizedspindleusingthespindlemeasurementsystemofAPI．Theresultsshowsthatthermaldeformational

4、ongtheZaxisismaximum，andabout43txmonitcontinuousoperationat1000r／min．Accordingtointernationalstandards．thespindlecontinuesthemeasurementfor24hours．A1ltheabovemeasure—mentsprovidethemeasureddataandexperienceforthefutureoffiniteelementanalysisandreal-timecompensation．Keywords：Spi

5、ndle；RadialBasisFunction；NeuralNetwork；ThermalDeformation；Real—timeMeasurement：APT机床工作时，在内、外热源的作用下，主轴系统的床温度值来预报热误差。各个部分(如滚珠丝杠、轴承、定子、切削过程以及冷国内外许多学者都对热误差进行了大量的有益研却和润滑液等)都会产生不同程度的温升。升温后，究，大多是采用有限元的方法建立温度场模型。但主轴和机床其他部件的空间相对位置和尺寸都将与温由于主轴是个复杂系统，各零件之间的传热系数及传升前不同，形成不同的温度场，进而产生不同程度的热热方式

6、不易具体确定，这些非线性因素及其交互作用变形，导致加工精度误差。据统计，主轴单元的热的影响，致使很难精确地确定其热变形误差一。神变形已经成为影响加工精度的主要因素，已达到工件经网络理论是利用工程技术手段模拟人脑神经网络结总加工误差的40％～70％[4-6]。所以，要提高机床的构和功能的一种非线性动力学系统，并已成功运用到加工精度，就必须采取有效的措施减小热误差。误差热误差建模中。本文运用径向基函数(RadialBasis补偿是最常用有效的方法之一，经济性也好，既可应用Function，RBF)神经网络对机床进行热误差建模，首于新机床，也可用于旧机床的

7、改造。但热误差补偿的次采用美国API公司的主轴热变形分析系统，对主轴关键是尽可能准确地进行热误差建模，即建立机床热热变形误差进行实时试验研究，为主轴的精度提高和误差和温度之间的关系，从而在实时补偿过程中用机实时精度补偿提供了重要的数据依据。$国家重大专项(2009ZX04014—036)；北京_I=业大学博士科研启动基金项目资助：1．1寓档数控瓤床Topics：Middle-HighLordCt~Machineaf1dKeyTechao{ogy际上对RBF网络的输出值通过一定的比例变化可以1主轴热误差模型及测量系统获得任意范围的输出。1．1RBF网络

8、热误差模型1．25自由度主轴热误差测量系统常用的热误差模型有多元线性回归分析模型法、主轴的旋转是1个复杂的运