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热误差是数控机床总误差的一个重要组成部分,占机床总误差的40％～70％,越精密的数控机床其在总误差中占的比例越重。因此,热误差的补偿对提高数控机床加工精度有着非常重要的意义。热误差建模是热误差补偿的关键技术之一,国内外学者在热误差建模领域做了大量研究,提出了许多热误差建模方法,如多元线性回归模型、神经网络模型等。时间序列分析应用于数控机床热误差建模是近几年发展起来的新课题,本文的重点就是运用时间序列分析中的自回归分布滞后模型对数控磨齿机的热误差进行建模。论文的主要工作可以概括为以下几点:
1.开发了一套热误差测量集成系统。集成系统主要由以下几个部分组成:温度测量单元、热误差测量单元和计算机及软件系统单元。
2.通过对YK73200型数控磨齿机的热特性进行研究,了解其加工工件的工作过程,在此基础上进行温度传感器的布置,然后再对温度变量采用模糊聚类法进行优化,以减少建模时自变量的个数,达到节约了补偿成本和降低了模型的复杂性的目的。
3.了解前人在数控机床热误差建模中所取得的成果,介绍三种常见热误差建模方法的原理:多元回归分析法、神经网络法和时间序列分析法。多元回归分析建模方法简单快捷;神经网络可以处理一些环境信息十分复杂,背景知识不清楚,推理规则不明确的问题;时间序列分析应用于数控机床热误差建模是近几年发展起来的新课题,已经有学者把时间序列的AR模型应用于数控机床热误差建模中。
4.重点介绍时间序列的自回归分布滞后模型在热误差建模中的应用。在学习前人经验的基础上,尝试把自回归分布滞后模型应用到热误差建模中,然后使用多元线性回归模型对热误差进行建模,比较两种模型的精度。