基于粒子群算法与BP网络的机床主轴热误差建模 被引量：35

1

作者 马驰 赵亮 +2 位作者 梅雪松 施虎 杨军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期686-695,共10页

为了避免基于反向传播(BP)神经网络的主轴热误差模型精度低、通用性不强和收敛性较差等缺点,利用模糊聚类理论与相关分析法对温度变量进行优化,并且选取热敏感点以挖掘温度变量与热误差间的相关性,降低温度变量间的耦合性.利用粒子群优... 为了避免基于反向传播(BP)神经网络的主轴热误差模型精度低、通用性不强和收敛性较差等缺点,利用模糊聚类理论与相关分析法对温度变量进行优化,并且选取热敏感点以挖掘温度变量与热误差间的相关性,降低温度变量间的耦合性.利用粒子群优化算法(PSO)将预测输出与期望输出间误差平方和的倒数作为个体适应度函数,将个体头部分与身体部分的表现码分别映射为网络的隐含层节点数、权值和阈值,实现了对BP网络的拓扑结构的有效优化,通过跟踪个体极值和全局极值实现了粒子群个体速度与位置的更新.分别建立了基于BP和PSO-BP网络的热误差模型,以精密坐标镗床主轴为研究对象,采用五点法对高速主轴热误差进行测量.结果表明,PSO-BP模型可实现不同工况下主轴空间位姿状态的高精度预测,验证了测量及建模方法的有效性. 展开更多

关键词 坐标镗床主轴 热误差 模糊聚类分组 粒子群算法 BP神经网络

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基于遗传算法及BP网络的主轴热误差建模 被引量：26

2

作者 马驰 杨军 +2 位作者 梅雪松 赵亮 王新孟 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期2627-2636,共10页

针对基于多输入多输出(MIMO)反向传播(BP)神经网络的热误差建模方法过度依赖于训练样本、通用性与收敛性较差的问题,利用灰色聚类分组与相关分析法对温度变量进行分组并提取热敏感点,利用遗传算法(GA)将预测输出与期望输出的误差绝对值... 针对基于多输入多输出(MIMO)反向传播(BP)神经网络的热误差建模方法过度依赖于训练样本、通用性与收敛性较差的问题,利用灰色聚类分组与相关分析法对温度变量进行分组并提取热敏感点,利用遗传算法(GA)将预测输出与期望输出的误差绝对值和的倒数作为判断隐含层节点数的准则,对MIMO-BP网络的拓扑结构进行优化,设定输出层残差误差限,实现了网络阈值与权值的有效优化。建立了基于MIMOM-BP与GA-BP的主轴轴向热伸长与径向热倾角的热误差模型。以精密坐标镗床主轴为研究对象,采用五点法对热误差进行测量,验证了测量及建模方法的有效性,表明GA-BP模型可实现不同工况下主轴空间位姿状态的高精度预测,更适合作为热误差补偿模型。 展开更多

关键词 坐标镗床主轴 热误差 灰色聚类分组 遗传算法 反向传播神经网络

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基于模糊聚类测点优化与向量机的坐标镗床热误差建模 被引量：20

3

作者 杨军 梅雪松 +3 位作者 赵亮 马驰 冯斌 施虎 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1175-1182,1188,共9页

为了研究电主轴系统热特性对机床精度的影响,建立了主轴轴向及径向热误差模型.以精密坐标镗床为对象,采用五点法对主轴热误差进行测量,并分析了转速对主轴热误差及温度场的影响规律.利用模糊聚类分析法对温度变量进行分组优化,选出对热... 为了研究电主轴系统热特性对机床精度的影响,建立了主轴轴向及径向热误差模型.以精密坐标镗床为对象,采用五点法对主轴热误差进行测量,并分析了转速对主轴热误差及温度场的影响规律.利用模糊聚类分析法对温度变量进行分组优化,选出对热误差敏感的温度变量,建立主轴轴向热伸长及径向热倾角的最小二乘支持向量机(LS-SVM)以及多元线性回归(MLRA)的综合热误差模型,并设定了预测优度评价标准.结果表明:模糊聚类分组法能有效降低温度变量间的多重共线性,并提高模型的稳定性;LS-SVM模型具备全局寻优的特点,可实现不同工况的高精度预测,预测精度可达90%,且比传统的MLRA模型有更好的通用性以及更强的泛化能力,可作为后期热误差的补偿模型. 展开更多

关键词 坐标镗床电主轴 热误差建模 模糊聚类分析 最小二乘支持向量机 多元线性回归分析

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双驱伺服进给系统热误差的试验测量与预测模型构建 被引量：17

4

作者 杨军 施虎 +3 位作者 梅雪松 冯斌 赵亮 张小红 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期53-59,共7页

为了研究双驱伺服进给系统热特性对数控机床精度的影响,建立了二元非线性综合热误差模型。以精密坐标镗床为对象,在不同进给速度下,利用激光干涉仪、红外热像仪及温度位移采集系统进行同步测量,对整机温度场分布、热变形的变化进行测试... 为了研究双驱伺服进给系统热特性对数控机床精度的影响,建立了二元非线性综合热误差模型。以精密坐标镗床为对象,在不同进给速度下,利用激光干涉仪、红外热像仪及温度位移采集系统进行同步测量,对整机温度场分布、热变形的变化进行测试,分析进给系统热误差与丝杠特征温度、位置坐标及热平衡时间的非线性映射关系。结果表明:双驱结构易造成温度场梯度分布不均匀而产生热变形,热误差与丝杠特征温度成指数关系,且与坐标位置成线性关系;进给轴位置距离电机越远,定位精度越低,热误差越大,且热误差及热平衡时间随进给速度的提高而递增;热误差模型预测精度可达85%,对不同工况具有较好的通用性。 展开更多

关键词 双驱进给系统 热变形 温度场 热误差模型

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高速主轴系统热特性分析与实验 被引量：12

5

作者 马驰 杨军 +3 位作者 赵亮 梅雪松 施虎 王新孟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2092-2102,共11页

为了在设计阶段避免高速主轴在实际加工中由于温升过高可能会引起加工精度降低的问题,构建高速主轴的三维有限元模型(FEA)进行瞬态热-结构耦合分析.但传统热特性分析模型中,没有考虑结合面间接触热导致仿真精度较低,该有限元模型考虑接... 为了在设计阶段避免高速主轴在实际加工中由于温升过高可能会引起加工精度降低的问题,构建高速主轴的三维有限元模型(FEA)进行瞬态热-结构耦合分析.但传统热特性分析模型中,没有考虑结合面间接触热导致仿真精度较低,该有限元模型考虑接触热导对仿真结果的影响.利用Weierstrass-Mandelbrot函数表征轴承表面的粗糙形貌,利用功率谱法与粗糙表面形貌数据对分形参数进行辨识,并提出接触力学模型以计算用于接触热导建模的接触参数.最终,提出几何-力学-热综合预测模型计算结合面间的接触热导,有效避免统计学方法的不准确性与实验测量法通用性不强的缺陷.利用电机效率分析与轴承拟静力学分析法,分别求解电机与轴承热功率.由雷诺数判定流体的流动状态,并依据努塞尔数计算主轴部件的对流换热系数.将上述边界条件施加到该有限元模型对温度场与热变形进行仿真,并进行热特性实验验证该有限元模型的有效性.结果表明,该有限元模型的仿真精度明显优于不考虑接触热导的热特性分析模型. 展开更多

关键词 高速主轴 轴承拟静力学分析 接触热导 温度场 热变形

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数控车床综合热误差建模及工程应用 被引量：12

6

作者 孙志超 侯瑞生 +3 位作者 陶涛 杨军 梅雪松 王新孟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期107-113,共7页

针对车床实际工程应用中主轴与进给轴综合误差对工件加工精度产生影响问题,建立包含工件膨胀效应的主轴与进给轴综合热误差模型,并进行实际切削验证.以精密车床为研究对象,综合分析车床主轴、进给轴和工件在实际加工中的相互影响关系,... 针对车床实际工程应用中主轴与进给轴综合误差对工件加工精度产生影响问题,建立包含工件膨胀效应的主轴与进给轴综合热误差模型,并进行实际切削验证.以精密车床为研究对象,综合分析车床主轴、进给轴和工件在实际加工中的相互影响关系,并建立三者之间的综合热误差多元线性回归模型(MLRA).实验结果表明:含有工件膨胀效应系数的综合热误差模型符合实际工况,有效提高了车床的加工精度.主轴热误差模型的预测精度达85%以上,进给轴预测精度达70%以上,实际加工中工件误差由15μm降低到5μm左右.综合热误差模型显著提高了高精密数控车床的加工精度. 展开更多

关键词 数控车床 主轴 进给轴 工件膨胀效应 热误差建模 热误差补偿

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车床主轴与进给轴耦合热误差建模及补偿研究 被引量：17

7

作者 孙志超 陶涛 +4 位作者 黄晓勇 梅雪松 王新孟 杨军 赵亮 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期105-112,共8页

针对车床实际加工中主轴与进给轴的热误差相互耦合共同影响工件精度的问题,建立了综合热误差模型并进行了有效补偿。以海德曼HTC500/500精密车床为研究对象,对车床主轴与进给轴热误差的耦合关系进行了解耦;利用模糊聚类理论实现了车床... 针对车床实际加工中主轴与进给轴的热误差相互耦合共同影响工件精度的问题,建立了综合热误差模型并进行了有效补偿。以海德曼HTC500/500精密车床为研究对象,对车床主轴与进给轴热误差的耦合关系进行了解耦;利用模糊聚类理论实现了车床测温点的优化分组,建立了主轴与进给轴的耦合热误差多元线性回归模型,并在精密车床上得到实际应用。结果表明:车床耦合热误差模型符合实际工况,模糊聚类有效降低了温度变量之间的多重共线性,提高了模型的预测精度;主轴x/z方向的预测精度达88.4%、90.7%,进给轴x/z方向的预测精度达82.9%、71.3%;补偿后车床x/z方向精度分别提高了60.3%、56.6%,证明了耦合热误差模型的准确性。 展开更多

关键词 热误差解耦 热误差建模 模糊聚类分析 误差补偿

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高精度数控机床主轴系统热误差的控制方法 被引量：14

8

作者 赵亮 雷默涵 +4 位作者 朱星星 王帅 凌正 杨军 梅雪松 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1165-1171,共7页

为了解决高精度数控机床主轴系统热误差的难题,提出了一种主动控制主轴热误差的新方法.根据设计的螺旋盘管冷却器,分析了硅脂厚度对主轴与冷却器间的接触热阻的影响规律,建立了热阻模型.在简化主轴系统模型的基础上,构建了主轴系统的热-... 为了解决高精度数控机床主轴系统热误差的难题,提出了一种主动控制主轴热误差的新方法.根据设计的螺旋盘管冷却器,分析了硅脂厚度对主轴与冷却器间的接触热阻的影响规律,建立了热阻模型.在简化主轴系统模型的基础上,构建了主轴系统的热-流-固有限元模型,并对冷却参数进行了仿真.利用搭建的温度控制系统,对有限元模型进行验证.结果表明,有限元模型能有效预测主轴系统热特性的变化规律,其冷却器的换热效率高,热平衡时间缩短了约68%,热误差减小了约19%.本研究为精密机床主轴热误差控制提供了一种新思路. 展开更多

关键词 数控机床 主轴系统 温度控制 热误差 热-流-固模型

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精密坐标镗床进给系统热误差分析与预测 被引量：14

9

作者 王新孟 杨军 +3 位作者 梅雪松 雷默涵 赵亮 施虎 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期22-28,共7页

为了预测数控机床运行时热误差对进给系统定位精度的影响,以精密坐标镗床为研究对象,采用红外热像仪和激光干涉仪分别测量进给系统在每个测点的丝杠温度和定位精度,提出进给系统热误差的最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测方法,建立了关于... 为了预测数控机床运行时热误差对进给系统定位精度的影响,以精密坐标镗床为研究对象,采用红外热像仪和激光干涉仪分别测量进给系统在每个测点的丝杠温度和定位精度,提出进给系统热误差的最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测方法,建立了关于温度与位置的预测模型。模型引入最小二乘支持向量机方法对机床进给系统热误差进行预测分析,较好地描述了进给轴热误差与温度、位置之间的非线性关系,且对样本的依赖度小,有很好的泛化能力,解决了目前线性拟合模型用特征平均温度替代当前测点温度进行计算而存在较大误差的问题。实验结果表明,与目前已经在数控机床上实际应用的线性预测模型相比,LS-SVM模型对进给系统热误差的预测精度可达90%,预测精度提高30%以上,取得了非常好的预测效果,具有较高的现实应用价值。 展开更多

关键词 进给系统 热误差 热误差建模

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时序分析在电主轴热误差建模中的应用 被引量：10

10

作者 杨军 梅雪松 +2 位作者 冯斌 马驰 赵亮 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1359-1367,共9页

针对电主轴热误差基于三点法测量和建模中忽略径向热倾角误差的问题,采用五点法对主轴热误差进行测量,建立基于时序分析的热误差自回归滑动平均混合模型ARIMA。通过引用单位根检验算法实现对热误差序列的平稳性判定,运用自相关/偏自相... 针对电主轴热误差基于三点法测量和建模中忽略径向热倾角误差的问题,采用五点法对主轴热误差进行测量,建立基于时序分析的热误差自回归滑动平均混合模型ARIMA。通过引用单位根检验算法实现对热误差序列的平稳性判定,运用自相关/偏自相关函数完成模型的高效识别;利用信息准则解决热误差模型的定阶问题,结合Yule-Walker方程实现自回归参数以及滑动平均参数的求解,从而提高了模型的预测精度及泛化能力,设定了模型的预测优度评价标准。电主轴热误差模型蕴含轴向伸长及径向热倾角,更符合实际,模型可更准确地描述主轴热误差空间位姿状态。通过电主轴热误差建模的应用实例,验证了所提测量及建模方法的有效性。 展开更多

关键词 电主轴 时序分析 五点法测量 热误差建模

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基于分形理论及蒙特卡罗法的电主轴热特性分析 被引量：1

11

作者 马驰 杨军 +3 位作者 梅雪松 赵亮 王新孟 施虎 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1324-1331,共8页

为了在设计阶段解决高速主轴在实际加工中因温升过高而突然失效问题,构建了主轴热-结构耦合有限元瞬态分析模型.提出了基于接触角迭代法的滚动轴承生热功率求解方法,利用电动机效率分析法求解其生热功率.引入分形理论与蒙特卡罗方法计... 为了在设计阶段解决高速主轴在实际加工中因温升过高而突然失效问题,构建了主轴热-结构耦合有限元瞬态分析模型.提出了基于接触角迭代法的滚动轴承生热功率求解方法,利用电动机效率分析法求解其生热功率.引入分形理论与蒙特卡罗方法计算结合面间接触热导,有效避免了统计学方法的不准确性与实验法通用性不强的缺陷.由雷诺数判定冷却液流动状态,并依据努赛尔数计算出主轴不同部件的对流换热系数.将上述边界条件施加到有限元模型中,对主轴温度场与热变形进行仿真.结果表明,高速主轴热特性建模方法正确,并能准确预测主轴温度场分布和热变形. 展开更多

关键词 电主轴 轴承拟静力学分析 牛顿-拉普森 接触热导 热误差

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坐标镗床加工零件的计算机视觉测量 被引量：1

12

作者 张庆英 《机床与液压》 北大核心 2001年第4期140-141,共2页

作为一种先进的测量和监控手段 ,计算机视觉在各个工业领域得到越来越广泛的应用。由于采用的是一种非接触的测量方法 ,测量过程可以自动进行 ,且可作遥控操作。采用计算机视觉的测量方式对坐标镗床所加工的零件进行现场测量 。

关键词 测量 标定 坐标镗床 计算机视觉

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座标镗床工作台的运动误差分析

13

作者 崔道碧 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1993年第6期39-45,共7页

本文对座标镗床工作台的运动误差进行了分析和计算,推导出了工作台运动误差的精确计算公式,并给出了算例.对调整和修正座标镗床的运动规划,提高该机床的加工精度,具有一定的指导作用.

关键词 工作台 运动误差 坐标镗床

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含裂纹平板的电子散斑振动测量与识别 被引量：1

14

作者 闫正航 任兴民 +1 位作者 秦卫阳 袁振宇 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期162-166,共5页

使用激光全息测量出平板试件振动的振型和模态频率 ,根据试件在没有裂纹和有裂纹时模态频率和振型的变化规律来定性识别裂纹的存在和裂纹出现的大致区域。该方法实现简单、避免传统识别方法中使用的复杂的数值计算 ,充分发挥了全息纪录... 使用激光全息测量出平板试件振动的振型和模态频率 ,根据试件在没有裂纹和有裂纹时模态频率和振型的变化规律来定性识别裂纹的存在和裂纹出现的大致区域。该方法实现简单、避免传统识别方法中使用的复杂的数值计算 ,充分发挥了全息纪录方式和振动故障诊断的优势。 展开更多

关键词 裂纹 平板 激光全息 振动测量

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定位偏转法在普通三坐标镗铣床加工中的应用

15

作者 牛均宽 《机械工程师》 2009年第1期53-54,共2页

通过对高速磁悬浮道岔国产化研制中不同轴向夹角的台车设计加工精度及工艺性分析,介绍了不同轴向夹角台车在普通三坐标镗铣床上采用偏转定位法进行整体机械加工的原理、具体的操作方法、机床加工误差的合理补偿及其加工后整体精度检测,... 通过对高速磁悬浮道岔国产化研制中不同轴向夹角的台车设计加工精度及工艺性分析,介绍了不同轴向夹角台车在普通三坐标镗铣床上采用偏转定位法进行整体机械加工的原理、具体的操作方法、机床加工误差的合理补偿及其加工后整体精度检测,为普通机床的加工能力范围的拓展和开发提供一定的借鉴和参考。 展开更多

关键词 高速磁悬浮道岔 定位偏转法 普通三坐标镗铣床 误差补偿

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坐标镗床光学系统的调修

16

作者 王天煜 王成俊 刘文安 《煤矿机械》 2000年第7期38-39,共2页

对坐标镗床光学系统常见的故障进行分析 ,并介绍相应的简便维修方法。

关键词 光学系统 故障分析 调修

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数控加工螺纹零件加工工艺探析 被引量：3

17

作者 尤玉祥 《科学技术创新》 2021年第7期156-157,共2页

为解决传统螺纹零件加工工艺在实际生产过程中平均尺寸误差不满足零件加工生产要求、影响生产质量和效率的问题,开展了数控加工螺纹零件加工工艺分析。通过螺纹零件数控加工设备结构布局、螺纹零件加工进刀方式及切削参数选择、螺纹零... 为解决传统螺纹零件加工工艺在实际生产过程中平均尺寸误差不满足零件加工生产要求、影响生产质量和效率的问题,开展了数控加工螺纹零件加工工艺分析。通过螺纹零件数控加工设备结构布局、螺纹零件加工进刀方式及切削参数选择、螺纹零件加工坐标参数设定、螺纹零件加工精度误差补偿,提出一种全新的加工工艺,并通过实验进一步证明了该方法的加工精度更高。 展开更多

关键词 数控加工 螺纹零件 切削参数

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U2000-400不落轮镟床维修策略探讨 被引量：1

18

作者 黄建华 《设备管理与维修》 2020年第18期40-41,共2页

不落轮镟床作为重要的场段工艺设备,主要用于电客车及工程车在车辆不解编及转向架不拆解的状态下,对车辆轮对轮缘及踏面的镟修加工和电客车电机轴承的听诊作业。通过对杭州地铁1号线不落轮镟床的维修保养和日常使用状态的监控,结合生产... 不落轮镟床作为重要的场段工艺设备,主要用于电客车及工程车在车辆不解编及转向架不拆解的状态下,对车辆轮对轮缘及踏面的镟修加工和电客车电机轴承的听诊作业。通过对杭州地铁1号线不落轮镟床的维修保养和日常使用状态的监控,结合生产商提供的维修保养技术手册,提出不落轮镟床中修建议和策略。 展开更多

关键词 不落轮镟床 维保 中修

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坐标镗床ER32专用刀柄的制造 被引量：1

19

作者 葛建华 《金属加工（冷加工）》 2018年第7期56-57,共2页

本文介绍了T4263B双柱坐标镗床ER32专用刀柄的设计及制造,通过配套的ER32弹性筒夹及锁紧螺母来夹持刀具,进行钻、扩、铰等切削加工,解决了用钻夹头夹持刀具存在的偏摆问题。

关键词 坐标镗床 制造 刀柄 锁紧螺母 切削加工 钻夹头 刀具 夹持

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高精密坐标镗床源自于坚定不移的理念

20

作者 孙黎曦 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2004年第4期108-108,共1页

关键词 坐标镗床 安田工业株式会社 冷却系统 运动精度

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