【摘要】：隨著工業(yè)現(xiàn)代化地不斷推進,生產(chǎn)對加工精度的要求越來越高。數(shù)控機床作為主要工具,決定工業(yè)化水平的高低。數(shù)控機床的精度影響因素較多,熱誤差是影響精度的最大誤差源之一,補償法是較為通用的控制方法。雖然補償技術取得了一定的進展,但是熱誤差精確建模及方便地進行熱誤差補償還難以實現(xiàn)。本課題將嵌入式技術、BP神經(jīng)網(wǎng)絡、MATLAB建模仿真技術結(jié)合,應用于機床熱誤差補償領域,實現(xiàn)機床熱誤差的在線實時采集與在線實時補償。本文所進行的熱誤差實時補償控制器的設計開發(fā)主要內(nèi)容如下:首先,選擇應用廣泛、技術較為成熟的BP神經(jīng)網(wǎng)絡和泛化性能力強、魯棒性好的支持向量機,建立數(shù)學模型,闡述二者的原理和算法,并將其應用在熱誤差補償中。利用溫度傳感器采集機床關鍵點溫度,進行多組溫度數(shù)據(jù)采集實驗,為機床熱誤差建模提供數(shù)據(jù)來源。對比兩種不同的建模方法,模型在MATLAB中進行仿真,驗證熱誤差模型的補償效果。其次,對機床熱誤差實時補償控制器進行開發(fā),搭建軟、硬件環(huán)境平臺,利用QT Creator軟件設計人機交互界面。熱誤差實時補償控制器分為三個模塊:溫度采集模塊、熱誤差模型二次開發(fā)模塊和熱誤差實時補償模塊,并分別對熱誤差實時補償控制器的軟、硬件進行介紹。最后,對機床主軸進行熱誤差補償實驗,傳感器在線實時采集機床溫度,離線建立模型,保存模型參數(shù),對模型進行二次開發(fā),并嵌入到A R M 11_L i n u x開發(fā)板,擺脫P C上位機,在線實時對機床進行熱誤差補償,開發(fā)出基于嵌入式的數(shù)控機床熱誤差補償控制器。本文初步實現(xiàn)數(shù)控機床熱誤差實時補償,在FANUC機床和SIEMENS機床上進行仿真和實驗,這對形成最終的補償控制器產(chǎn)品,提高機床精度,具有一定的理論意義和實用價值。
【圖文】：

圖 1-1 嵌 入 式 產(chǎn) 品 設 計 流 程(Fig.1-1 Embedded product design process)機 床 熱 誤 差 實 時 補 償 裝 置 共 包 括 三 個 模 塊 ： 溫 度 采 集 模 塊 、 熱 誤 差 模塊、 預測值 誤差補償模 塊。利用溫度傳感器采集溫度，然后上傳給 P位 機，進行建模仿 真分析，建立 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡和 LIBSVM 支持向量機數(shù)型 ，得到 參數(shù) ，，在 QT 下進 行模型的二次開發(fā)，進而可以實現(xiàn)在線溫度 ，離線 建模，在 線進行熱誤差補償；機床類型包括 SIEMENS 機床和 FANU床 ，經(jīng)分析機床 PLC 的接口，誤差補償量可以通過串口控制器和 FANUi 擴展板 送給 FANUC 機 床，經(jīng)過以太網(wǎng)口送給 SIEME NS 機床，利用機部 原點偏 移的功能 ，編寫相應的機床原點偏移的 PLC 程序，可以控制主 軸的位 移，從而 達到縮小誤差，達到改善機床精度目的。論 文結(jié)構如下 ：第 一 章 ， 闡 述 了 本 課 題 的 研 究 背 景 和 意 義 ， 介 紹 熱 誤 差 補 償 技 術 的 外 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 ， 提 出 數(shù) 控 機 床 熱 誤 差 補 償 技 術 目 前 存 在 的 主 要 問 題 ， 提 課 題研究 的主要內(nèi) 容。

四川理工學院碩士研究生學位論文第 六 章 ， 總 結(jié) 與 展 望 。 概 述 了 本 課 題 研 究 得 出 的 結(jié) 論 ， 并 展 望 進 一要解決 的問題 。機床 熱誤差 實時補償控 制裝置的開發(fā)流程框圖如下圖 1-2 所示：
【學位授予單位】：四川理工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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1 嚴鴻;管燕萍;;BP神經(jīng)網(wǎng)絡隱層單元數(shù)的確定方法及實例[J];控制工程;2009年S2期

2 華志斌;侯友忠;王建偉;崔樹楨;;基于UNIX平臺的S7-300 PLC與組態(tài)軟件通信[J];可編程控制器與工廠自動化;2010年02期

3 林偉青;傅建中;許亞洲;陳子辰;;基于最小二乘支持向量機的數(shù)控機床熱誤差預測[J];浙江大學學報(工學版);2008年06期

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本文編號：2587967