数控机床热误差的动态自适应加权最小二乘支持矢量机建模方法

为消除数控机床热误差对加工精度的影响,提出基于动态自适应加权最小二乘支持矢量机的数控机床热误差建模方法.为构建机床热误差模型,对一台XK713数控铣床进行建模试验,采用智能温度传感器与激光位移传感器分别获取机床温度值与主轴变形量.运用动态自适应算法,优化选择建模过程中的参数;对采样数据进行初始最小二乘支持矢量机建模,根据误差变量确定权重系数,得到基于加权最小二乘支持矢量机的数控铣床热误差模型.试验结果表明,基于动态自适应最小二乘支持矢量机的数控机床热误差建模方法精度高,泛化能力强,优于未加权最小二乘支持矢量机方法与传统最小二乘法.获得的模型可用于数控机床热误差补偿,以提高数控机床的加工精度.     

基于动态自适应LS-SVM的数控机床热误差建模研究

热误差是造成切削加工工件精度低的重要因素,研究机床热误差是提高加工精度的有效措施。为此,综合考虑最小二乘法(LS)、支持向量机(SVM)和动态自适应算法的优势情况下,提出了一种基于动态自适应LS-SVM的数控机床热误差建模方法。为构建热误差模型,以数控机床XK713进行试验,通过温度和位移传感器分别获取机床温度值与主轴变形量,同时通过动态自适应算法,参数能够被优化,以及对所采集的数据进行最小二乘支持向量机建模,从而可得该数控铣床热误差模型。通过与LS热误差建模方法进行对比分析,结果表明:所提出的热误差模型的精度远优于LS模型。该方法为机床热误差建模的研究和应用奠定了基础。     

基于卡尔曼滤波的数控机床主轴热误差建模研究

为提高数控机床精度,提出一种基于卡尔曼滤波法的机床误差建模新方法,将统计模型的回归系数看作状态向量,统计模型视为观测方程,利用卡尔曼滤波法实现了统计模型的建模,由于卡尔曼滤波法属于线性最小方差估计,所以相比最小二乘法可望获得更高的建模精度。对一台立式加工中心,利用温度传感器与非接触式激光位移传感器同步测量主轴温度变化及热误差,利用卡尔曼滤波法构建的热误差模型分别与利用最小二乘法(LS)、最小二乘支持向量机法(LS-SVM)构建的模型进行对比,结果表明:卡尔曼滤波法的建模精度比最小二乘法和最小二乘支持向量机法分别高10.5%和1.8%,且建模时间比最小二乘法和最小二乘支持向量机法分别少0.9%和6.8%。     

基于改进LSSVM算法的数控机床热误差建模研究

为了提高数控机床热误差的预测精度,提出了基于改进最小二乘支持向量机和预测误差校正相结合的方法。首先引入提升小波分解原始数据克服数控机床误差的耦合性;然后采用最小二乘支持向量机对分解后的信号做预测,接着用误差校正方式修正预测结果;最后通过实验数据对比分析得到,基于提升小波的最小二乘支持向量机(LWT-LSSVM)法比最小二乘支持向量机(LSSVM)法的建模预测精度高8.51%,证明此建模方法有效可行。     

基于LS-SVM与遗传算法的数控机床热误差辨识温度传感器优化策略

提出一种在数控机床热误差辨识建模过程中,利用最小二乘支持向量机结合遗传算法对温度传感器进行筛选与优化的新方法。对布置在一台数控车床上的温度传感器进行了优化,首先根据热模态理论,对传感器进行分组,利用最小二乘支持向量机方法构建数控机床热误差辨识模型,再根据遗传算法对其进行传感器优化布置。结果表明,遗传算法与最小二乘支持向量机方法的结合,不但很好地避免温度测点的相互影响,保证模型精度,而且节约了硬件成本,提高了辨识建模速度。     

数控机床热误差建模与补偿

数控机床热变形误差对零件加工精度有重大影响。基于GA-SVR(遗传算法-支持向量回归机)的数控机床热误差建模方法要点有三:其一是数据采样,用不同传感器测量机床关键点的温度与机床主轴变形量。其二是数据训练,把获得的数据进行支持向量回归机建模训练,同时使用遗传算法寻找支持向量回归机相关参数的最优值。其三是数据建模,建立机床热误差模型,并验证模型的准确度。仿真及实验结果表明,基于GA-SVR的数控机床热误差建模方法具有精度高和鲁棒性强的特点。并依此算法建立了以DSP和A/D为核心的热误差补差补偿器。     

基于OE-CM算法的机床主轴热误差建模与补偿分析

针对机床热误差建模过程中,误差信息不透明、数据特性不全面等不利因素,根据机床主轴热误差实验数据,分别采用GM(1,n) 模型和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型建立主轴热误差预测模型并进行线性叠加,然后采用预测有效度算法调整模型加权系数,建立了最优有效度复合预测模型（OE-CM）以获取最佳预测效果。在VXC-560型三轴数控机床上进行在线实验建模,实验结果表明：OE-CM具有预测精度高、鲁棒性好等特点,整体预测效果优于灰色GM(1,n)模型和LS-SVM模型,适合在复杂工况条件下对机床主轴热误差进行预测和补偿,为提高机床热误差补偿精度建立了理论模型。为了验证该预测模型的有效性,对所研究的机床主轴进行热误差在线补偿,机床主轴Z向最大误差从23.8μm减小到8μm,减幅达到66.4%,较好地提高了机床精度,具有一定的工程化推广前景。     

[误差建模及精度保证方法]一种五轴数控机床热误差建模方法

针对五轴数控机床多个发热源叠加导致的较为复杂的热误差测控难题,提出了一种五轴数控机床热误差建模方法,采用狮群优化算法优化最小二乘支持向量机（LSO-LSSVM）方法对热误差模型的重要参数进行求解,从而有效提高热误差预测模型的效率和精度。使用偏相关分析对大量温度传感器位置进行初步筛选,选取关联性较大的温度变量,根据选取的实测温度数据,分别采用多元线性回归、粒子群优化最小二乘支持向量机与LSO-LSSVM建模方法进行热误差建模,同时对各热误差模型的预测能力进行对比分析,结果表明：使用LSO-LSSVM建立的热误差预测模型的精度和鲁棒性都有很大的提高。对五轴数控机床主要部位实施热误差补偿测试,测试结果表明,采用LSO-LSSVM建模方法可使试件在X、Y、Z三个方向的误差分别减小35.3%、32.2%和43.9%。     

一种五轴数控机床热误差建模方法

针对五轴数控机床多个发热源叠加导致的较为复杂的热误差测控难题,提出了一种五轴数控机床热误差建模方法,采用狮群优化算法优化最小二乘支持向量机(LSO-LSSVM)方法对热误差模型的重要参数进行求解,从而有效提高热误差预测模型的效率和精度。使用偏相关分析对大量温度传感器位置进行初步筛选,选取关联性较大的温度变量,根据选取的实测温度数据,分别采用多元线性回归、粒子群优化最小二乘支持向量机与LSO-LSSVM建模方法进行热误差建模,同时对各热误差模型的预测能力进行对比分析,结果表明:使用LSO-LSSVM建立的热误差预测模型的精度和鲁棒性都有很大的提高。对五轴数控机床主要部位实施热误差补偿测试,测试结果表明,采用LSO-LSSVM建模方法可使试件在X、Y、Z三个方向的误差分别减小35.3%、32.2%和43.9%。     

加工中心体积热误差在线建模与实时补偿

为提高数控机床体积热误差建模及补偿精度,提出一种基于正交多项式做最小二乘建模方法,构建几何误差与坐标的正交多项式,设计开发基于LabView的在线建模系统,应用正交函数族及初始建模数据实现几何误差建模,有效避免其它建模方法的病态问题,大幅提高体积热误差建模精度及效率,为体积热误差补偿奠定基础。阐明基于轴偏置误差补偿功能的体积热误差在线补偿机理,设计开发基于P89V51RD2单片机的误差在线补偿系统,实现体积热误差在线建模及补偿,实验结果表明,补偿后体积热误差减小89.5%,大幅提高数控机床体积热误差建模及补偿精度。     

Auto-calibration of an SMT machine by machine vision

An SMT machine has many working coordinate frames—the fiducial mark camera frame, component camera frame, machine table frame, PCB frame, and reference frame. Because of many influences such as mechanical dimension errors, machine assembling errors, and camera lens distortions, all frames on the SMT machine must be calibrated to compensate for these machine errors. This paper applies machine vision techniques to auto-calibrate an SMT machine, including frame transformations and nozzle compensation, bringing the accuracy of this system to within ±0.1 mm. The coordinate mapping from the camera frame to machine table frame is a quadratic form, while the other frame mappings use linear forms. The merits for this machines vision-based, auto-calibration methods are: (1) It has little calibration time, (2) It does not need expensive calibration instruments, and (3) Its expense is very low.     

Speed machine

High speed machining has its critics and admirers. Whilst Ken Evans falls into the latter group, a machine must have certain features to gain his approval.     

基于机器视觉的机械零件测量技术

应用IMAQ Vision软件构建的机械零件测量系统将机器视觉技术和虚拟仪器技术结合在一起，对各种机械零件进行快速准确的在线测量。这里以齿轮为例介绍了测量的技术路线。测量系统综合应用LabVIEW和它的企业链接、信号处理等工具包，将被测对象的图像和数据直接融合到企业的信息流之中。     

旋锻机锻模头的运动分析

通过分析旋锻机锻头的运动发现传统锻头的不足,利用凸轮轮廓线设计等知识将原锻头结构加以改进后,再运用高等数学的积微分原理将改进后锻头的运动轨迹画出并进行分析,从而得出改进后的锻头结构,能够使对物料的瞬时打击力增大,最终实现提高加工工件时的工作效率和加工精度的目的.     

以橡胶压力成型机为主体的压剪实验机改造

介绍以橡胶压力成型机(硫化机)为主体,在保留原有橡胶加工功能基础上,增加横剪和压转的实验装置,改造成为多用途压剪实验机的方法。改造后设备可用于公路及铁路的桥梁橡胶支座成品及橡胶件综合力学性能检验。改造后设备操作便捷,精度和稳定性均可较好地满足使用要求。     

钻孔夹具设计

笔者设计的夹具用于钻床上加工斜孔及倾斜台阶面,是一种摆动式钻床专用夹具。通过分析夹具的结构特点、工作原理,计算定位误差、夹紧力、导向误差,说明该夹具设计新颖、结构合理、效率高,同时,还解决了斜孔和斜面加工精度和位置难保证的难题。     

如何选择数控车床

从实际工作中,总结了选择数控车床应注意的几个问题。     

基于有限状态机的专用盖章机设计与实现

为满足银行对各种票据实现大量且快速盖章的需要,设计并实现了一种银行专用自动盖章机,介绍其机械结构及工作流程,利用有限状态机的思想进行软件开发,实现了一种低成本、高性能的自动盖章机.     

多单元联合机

本论文主要采用智能控制算法对多单元联合机进行控制,利用触摸屏人机界面实现人机交互。智能控制算法可实现多单元跟随与解耦控制,达到各单元同步,采用变增益控制和变积分常数控制,参数可在线调节,使系统在稳、快、准且无稳态误差的条件下运行。