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龙门加工中心维修主轴热误差检测与补偿建模研究

作者:admin     发布时间: 2022-06-21   34 次浏览

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热误差是精密龙门加工中心维修过程中的主要误差源。龙门加工中心维修系统故障是数控加工中心比较常见的故障类型,主要是由于自身条件以及相关部件没有满足使用的标准而导致故障的出现。如冷却系统发生渗漏,经过长期使用对冷却系统造成了很大的压力,于较大负荷环境下,就容易出现渗漏情况,进而数控加工中心运行中就会出现发热,造成系统的反应迟钝和缓慢,对加工的精度也会造成很大的影响,如果严重的化还会导致加工中心出现报警和自动停机的现象;同时加工中心不同轴进行移动中,还可能存在超出规定范围的情况,这种超限条件下,则会发生超程的报警。数控系统改造对于数控加工中心来说,一般是通过多种硬件和软件构成。若其软件和硬件发生故障,就会出现报警的显示。往往其硬件和软件设备都设置自动报警装置,在其硬件和软件设备发生异常故障,或者存在超出规定值时,就会对其硬件和软件装置相关报警设备进行触动,进而出现警示灯的发亮或者闪烁。数控机床维修和系统故障相比,随机故障在数控加工中心运行中并没有很多发,但也是较为常见,这种故障类型往往是具有偶然性的,只有在相应条件下才会出现。面对这种故障类型,数控加工中心运行中往往不能够对故障原因提前进行分析和判断,只能实施一些预防性处理。对于随机故障的出现,一般是和一些重要参数设置存在密切关系,和作业的环境条件也有关系,并且也会和操作人员实际操作的流程以及技巧存在关系。如对接插件以及连接组件操作中,由于存在疏忽而没有锁定,其继电器的触点和各类开关的插口位置性能发生改变,不满足要求而导致数控加工中心出现故障等。通过研究龙门加工中心维修中热误差产生的机理及其对加工精度的影响,热误差检测和补偿建模可以消除或减少热误差对精密龙门加工中心维修的影响,提高加工精度。本文针对精密龙门加工中心维修中主轴的热误差,以高档数控机床维修和基础制造设备为背景,以大连机床集团开发的龙门加工中心维修VDM55为研究对象,对主轴的热误差检测和补偿建模进行了研究。本文主要从以下几个方面进行研究:

(1)阐述了本课题的来源和研究背景,分析了数控机床维修热误差补偿技术,总结了数控机床热误差补偿技术的研究现状和存在的问题,确定了本课题的研究技术路线和关键研究内容。

/(2/)分析龙门加工中心维修的结构和热源分布,从热漂移、热伸长、热倾斜三个角度研究热误差的空间表现。根据热误差空间分解结果,设计了龙门加工中心维修用主轴热误差检测系统。

/(3/)介绍龙门加工中心维修中的热误差检测。

/(4/)研究了主轴温度场测温点的最佳布置。采用基于随机概率的 som 神经网络分类优化算法和基于相关分析的模煳聚类法对主轴温度场的测温点进行优化,得到了主轴热误差测温点的4种优化方案。

/(5/)研究RBF和BP神经网络的建模理论,针对不同的测温点优化方案,建立相应的主轴热误差补偿模型,经过分析比较后确定补偿模型。

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