基于因子分析和贝叶斯估计机床热误差建模.pdf

第 9期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 NO．9 2013年 9月 M odularMachineTool AutomaticM anufacturingTechnique Sep．2013 文章编号 ：1001—2265(2013)09—0005—04 基于因子分析和贝叶斯估计的机床热误差建模 代贵松 ，杨建 国，朱小龙 (上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240) 摘要：提 出了一种基于因子分析和 贝叶斯估计的机床热误差建模方法。根据 因子分析理论，对布置 在机床上 的温度传感器进行筛选 ，在保证建模精度的前提 下，减少了温度传感器的数量 ，同时也大大 减小了后续热误差建模 的运算量。以机床热误差和温度变量为数据输入集，通过 因子分析模 型，推 导 出机床热误差的预测模型，然后对模型的参数采用 贝叶斯估计。最后 ，在一 台车削加工中心上进 行实验验证 ，结果表明，文章所提的方法，在保证建模精度 的同时，有效减少 了温度传感器的数量，并 提 高了热误差模型的精确性和鲁棒性。 关键词 ：数控机床 ；热误差建模 ；因子分析 ；贝叶斯估计 中图分类号：TH16；TG65 文献标识码 ：A ThermalErrorM odelingofaM achineToolBasedonFactorAnalysisandBayesianEstimation DAIGui—song．YANG Jian—guo，ZHU Xiao-long (SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China) Abstract：Thispaperproposedakindofthermalerrormodelingmethodofam achinetoolbasedonFac— torAnalysisandBayesian Estimation．According to theFactorAnalysistheory，the temperature sensors which isfixedonamachinetooliSselected inordertodecreasethenumberofthetemperaturesensorson conditionofsufficientprecision，inthemeantime，themountofcomputation isgreatlydecreased inthe subsequentthermalerrormodeling．Taking therma1errorofflmachine tooland temperaturevariablesas an inputdataset，andusingFactorAnalysisModel，theforecastingmodelofthethermalerrorofama— chinetoolcanbededuced．andthenestimatetheparametersofthemodelwithBayesianEstimation．At last，anexperimentisconductedonaturningcenterandtheresultshowsthatthemethodproposedinthis papercannotonlyensuretheprecisionofthemodelbutalsodecreasethenumberoftemperaturesensors greatly，and improvetherobustnessofthethermalerrormodelasaresult． Keywords：machine tool；thermalerrormodeling；factoranalysis；bayesian estim ation 组 ，再从各分组 中选择出与热变形相关系