数控机床热误差补偿模型稳健性比较分析.pdfVIP

学兔兔 第 5l卷第 7期 机 械 工 程 学 报 Vo1．51 NO．7 2015年 4 月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Apr． 2015 Dol： 10．3901，JM E．2015．07．130 数控机床热误差补偿模型稳健性 比较分析水 苗恩铭 龚亚运 徐祗尚 周小帅 (合肥工业大学仪器科学与光电工程学院 合肥 230009) 摘要：数学模型的精度特性和稳健性特性对数控机床热误差补偿技术在实际中的实施性影响不容忽视。对数控加工中心关键 点的温度和主轴z向的热变形量采用多种算法建立了预测模型，对不同算法拟合精度进行分析。同时进行全年热误差跟踪试 验，获得了机床在不同环境温度和不同主轴转速的试验条件下的敏感点温度和热误差值。以此为基础，对各种预测模型的预 测精度进行比较验证不同模型的稳健性。结果表明，多元线性回归算法的最小一乘、最小二乘估计模型以及分布滞后模型在 改变试验条件时预测精度下降，而基于支持向量回归机原理的热误差补偿模型仍能保持较好的预测精度，稳健性强。这为数 控机床热误差补偿模型的选择提供了具有实用价值的参考，具有很好工程应用性。 关键词：数控机床；热误差；稳健性；多元线性回归模型；分布滞后模型；支持向量回归机 中图分类号：TG659：TP391 ComparativeAnalysisofThermalErrorCompensationM odelRobustness 0fCNCM achineTools MIAOEnming GONG Yayun XU Zhishang ZHOUXiaoshuai (SchoolofInstrumentScienceandOpto—electronicsEngineering，HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009) Abstract：Theaccuracy characteristicsandrobustnesspropertiesofmathematicalmodelraesignificant．anditsimplementation impactofthermalerrorcompensationofcomputernumericalcontrol(CNC)machnietooltechnologyinthepracticalcannotbe ingored．Thetemperatureofsensitivepointsandthermalerrorofthespindleinzdirectionraemeasured．Usingsomealgorihtmsto establishpredictionmodels，andfittingaccuracyofdifferentalgorithmsraeanalyzed．Thetemperaturevaluesofsensitivepointsand thethermalerrorintheexperimenatlconditionsofdifferentambient temperaturesanddifferentspindlespeedsraemeasured．By comparingthepredictionaccuracyofvariouspredictionmodelsunderdifferentexperimentalconditionsverifyhterobustnessofthe models．Experimentalresultsshow htattheprediction accuracyofmultiplelinearregressionsofleastsquraesandleastabsolute estimationmehtodsnaddistributedlagmodelisdeclinedna dtheirrobusntessarepoorwhiles