加工中心主軸熱變形智能補償軟件設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、主軸熱誤差是影響機床加工精度的重要因素，而對于熱誤差的軟件補償是最經(jīng)濟的解決方案。
　　自上個世紀(jì)90年代中期起，隨著科學(xué)研究的發(fā)展，技術(shù)人員在軟件熱誤差補償領(lǐng)域的研究也在不斷深入，為了提高工件的加工精度進行了大量工作，涌現(xiàn)出了大量新技術(shù)及與之相關(guān)的文獻。同時，軟件誤差補償應(yīng)用前景廣闊及實用性強的特點也得到了佐證。當(dāng)前大部分誤差軟件補償系統(tǒng)是基于PC機的計算機控制系統(tǒng)，在這種補償系統(tǒng)中由PC機負責(zé)前端傳感器數(shù)據(jù)采集處理并將處理后的

2、數(shù)據(jù)反饋給機床控制系統(tǒng)。這種方法雖然能完成補償任務(wù)，但是其存在系統(tǒng)復(fù)雜、調(diào)試復(fù)雜、穩(wěn)定性差、成本高等缺陷，難以達到市場普及的需求。同時在熱誤差補償技術(shù)本身也還存在一些缺陷，尤其魯棒性較低已成為突出問題。
　　基于上述原因，本課題針對精密臥式加工中心，對其熱誤差補償技術(shù)進行研究，并建立了補償模型，再完成了基于嵌入式平臺的軟件設(shè)計。最終，熱誤差補償結(jié)果可以使用模擬量或數(shù)據(jù)總線發(fā)送到加工中心控制系統(tǒng)中。
　　首先，本文以精密臥式加

3、工中心主軸為研究對象，建立了用于熱誤差研究的數(shù)據(jù)采集與模擬補償試驗系統(tǒng)，通過多元線性回歸、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法進行數(shù)據(jù)分析，建立了熱誤差補償?shù)姆€(wěn)態(tài)與動態(tài)數(shù)據(jù)模型。
　　其次，本文在基于C8051F系列片上系統(tǒng)（SOC）的嵌入式平臺上進行了包括硬件驅(qū)動、操作系統(tǒng)、ModBus通信、圖形用戶界面（GUI）、智能補償軟件在內(nèi)的嵌入式軟件設(shè)計。
　　此外，對最終控制器的性能進行調(diào)試以及測試和分析。
　　結(jié)果表明，補償后的加工中心