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數(shù)控機(jī)床誤差的勘測以及補(bǔ)給工藝

作者:天乙數(shù)控機(jī)床時間:2021-12-31883次瀏覽

信息摘要:

進(jìn)行誤差補(bǔ)償時,對于已測量點(diǎn)的誤差,往往采用對誤差值取反后疊加到各離散目標(biāo)點(diǎn)上的方法;等于對噪聲也進(jìn)行了疊加而不是均化,從而影響誤差補(bǔ)償精度。為此,本文針對將平面正交光柵應(yīng)用于三坐標(biāo)立式加工中心的誤差測量,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了平面正交光柵測量系統(tǒng)的空間誤差補(bǔ)償模型。實(shí)踐證明,該方法可有效地對樣

進(jìn)行誤差補(bǔ)償時,對于已測量點(diǎn)的誤差,往往采用對誤差值取反后疊加到各離散目標(biāo)點(diǎn)上的方法;等于對噪聲也進(jìn)行了疊加而不是均化,從而影響誤差補(bǔ)償精度。為此,本文針對將平面正交光柵應(yīng)用于三坐標(biāo)立式加工中心的誤差測量,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了平面正交光柵測量系統(tǒng)的空間誤差補(bǔ)償模型。


  實(shí)踐證明,該方法可有效地對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波,弱化噪聲干擾,所期望的數(shù)據(jù)精度在允差要求的范圍之內(nèi)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型如所示。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型在模型中,輸入節(jié)點(diǎn)為2個,對應(yīng)于輸入向量(x,y);輸出節(jié)點(diǎn)為1個,對應(yīng)于空間位置誤差$x或$y;中間隱含層節(jié)點(diǎn)為11個。這三層之間的節(jié)點(diǎn)實(shí)行全連接,即左層的每一個神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)與右層的每一個神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)均有連接。同一層間的神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)無任何連接。Wi,j為輸入層到隱含層的權(quán)值向量,Wj,k是隱含層到輸出層的權(quán)值向量。輸出層節(jié)點(diǎn)的激活函數(shù)為線性函數(shù),并將其作為期望輸出向量加入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型的輸出端,輸入端所加向量為與誤差向量相對應(yīng)的目標(biāo)向量。然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,直至滿足精度要求或達(dá)到訓(xùn)練次數(shù)要求為止。利用已訓(xùn)練過的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對已測量點(diǎn)和未測量點(diǎn)進(jìn)行誤差仿真,仿真所得到的誤差值向量就是要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臄?shù)值。再將該誤差數(shù)值取反后進(jìn)行數(shù)控加工程序的重構(gòu),生成新的數(shù)控指令代碼,使CNC控制器作出相應(yīng)動作,以達(dá)到誤差補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>


  為便于測量及驗(yàn)證,將設(shè)計的預(yù)測點(diǎn)誤差一并測出(圖中未標(biāo)出)。設(shè)計測量軌跡為了保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性和可驗(yàn)證性,同時研究機(jī)床運(yùn)動速度對空間位置誤差的影響程度,同時,為了消除隨機(jī)誤差給測量結(jié)果帶來的影響,對每一個目標(biāo)點(diǎn)及其附近的樣本數(shù)據(jù)在一定誤差范圍內(nèi)進(jìn)行平均濾波,將其結(jié)果作為該目標(biāo)點(diǎn)的誤差值。由和可以看出,曲面上沿X方向的位置誤差一般在+110-215Lm之間,且沿著X軸正向誤差負(fù)值增大。機(jī)床運(yùn)動速度對測量結(jié)果影響不大。


  結(jié)語(1)在空載情況下,無論采用實(shí)際測量誤差值還是采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型對機(jī)床空間位置誤差進(jìn)行補(bǔ)償,經(jīng)一次補(bǔ)償后沿X向和Y向的位置精度均有較大提高。(2)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立誤差補(bǔ)償模型對于機(jī)床的位置誤差補(bǔ)償是完全可行的。(3)本文的試驗(yàn)研究未能對誤差起源給出更好的解釋。(4)對于立式加工中心熱誤差的檢測和補(bǔ)償尚有待進(jìn)一步深入研究。


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