数控机床稳健性温度敏感点的选择

为解决温度敏感点变动性带来的模型精度稳健性缺陷,研究了稳健性温度敏感点选择方法。从温度敏感点变动性的机理出发,解释了温度敏感点变动性产生的原因,并在此基础上提出了一种稳健的温度敏感点选择方法,通过全年的实验数据验证了这一方法的有效性。分别使用稳健性温度敏感点选择方法和非稳健性选择方法建立了两个热误差补偿模型,并对它进行了精度分析和比对。分析发现,因未考虑温度敏感点变动代入错误温度敏感点建立的模型会造成模型拟合精度、预测精度和长期预测稳健性的大幅损失。基于机床稳健性温度敏感点选择方法的热误差补偿模型不仅可以保证模型精度的稳健性满足工况需求,而且避免了带入错误温度敏感点建模,实现用5个温度传感器就将模型全年的预测精度均值控制为5.18μm,全年的预测精度的波动性控制为2.57μm。机床稳健性温度敏感点选择方法具有重大的理论价值和工程应用价值。     

基于灰色关联和模糊聚类的机床温度测点优化

针对机床热误差补偿技术中温度测点优化选择的问题,提出采用基于灰色关联分析和模糊聚类分析相结合的方法对机床温度测点进行优化选择。采用灰色关联分析法计算温度变量与主轴热误差之间的相关系数,并据此优选温度变量,采用模糊聚类分析法对所选择的温度变量进行聚类,确定关键温度变量,结合关键温度变量建立热误差线性回归模型。在精密卧式加工中心MCH63上对该方法进行了试验验证,结果表明,温度测点的数量由29个减少到6个,机床轴向热误差由41.3μm减小到7.6μm。     

基于偏最小二乘的数控机床热误差稳健建模算法

建立预测模型对热误差进行预测和补偿是解决机床热误差问题的常用方法,该方法中模型的预测精度和稳健性易受环境温度影响而明显下降,对此本文提出了基于偏最小二乘法的热误差稳健建模算法。首先使用相关系数法筛选温度敏感点,并建立热误差偏最小二乘回归预测模型。进而基于全年环境温度下的多批次热误差实验数据,分析最佳的温度敏感点个数。最后建立热误差偏最小二乘回归模型,并与普通多元线性回归模型的预测效果比对分析。结果表明本文所提算法平均预测精度为5.7μm,模型稳健性为0.56μm,相较于普通多元线性回归算法,预测精度和稳健性分别提高13.8%和49.5%。说明本文所提的热误差稳健建模算法能够在环境温度变化较大时保持高预测精度和高稳健性。     

基于贝叶斯神经网络的机床热误差建模

热误差严重影响着机床的加工精度,对机床关键部件进行热特性分析是开发精密机床的重要环节。通过测量包括数控机床的特殊位置温度和定位误差在内的热特性,研究了温升与定位误差之间的关系,提出了一种基于贝叶斯神经网络的热误差建模方法。通过K-means聚类和相关系数法来选择温度敏感点,可以有效地抑制温度测量点之间的多重共线性问题。结果表明:通过使用贝叶斯神经网络能提高机床88.015 9%的精度,比BP神经网络高出15.763 8%,与BP神经网络模型相比,贝叶斯神经网络具有更加优良预测性能。贝叶斯神经网络模型为降低机床热误差的影响提供了新思路。     

基于逐步回归的机床温度测点优化及热误差建模技术

通过对机床温度测点进行优化,建立其与机床热误差之间的数学模型,对机床热误差进行实时预测与补偿控制,是提高数控机床加工精度的重要途径。为解决现有机床热误差模型预测精度低、鲁棒性差的问题,提出一种基于逐步回归的数控机床温度测点优化方法。通过偏F统计量的检验,在初步建立的回归模型中逐个引入新变量,剔除不显著的老变量,实现温度测点的优化布置,获得数控机床热误差的最优回归模型。将该方法应用于某数控机床,结果表明,基于逐步回归的机床热误差模型,所用温度变量最少,且预测精度最高。     

机床丝杠进给系统热误差测点优化及实验

针对丝杠进给系统热误差监测点多,且测点之间存在复共线性影响热误差建模精度的问题,提出了一种综合测点优化的方法。首先利用Pearson相关性分析筛选出相关性较高的点,其次利用灰色关联法求出各温度变量间的灰色关联度并由此建立模糊相似矩阵,再采用模糊聚类和F分布统计确定最优测点组合后,由偏相关性分析剔除弱相关变量并建立热误差线性回归模型。在某龙门加工中心进行实验验证,结果表明温度测点由12个减小到3个,丝杠热误差由13μm减小到10μm。     

双转台五轴机床空间误差补偿技术研究

几何误差、热误差和切削力误差占到了机床总误差的75%,对这3项误差进行控制是提高机床加工精度的关键所在。以双转台五轴机床的空间误差作为研究对象,通过对加工位置、主要热源及电动机电流等相关因素进行分析,确定空间误差建模所需的位移变量、温度变量和切削力变量。以现有的多种误差建模方法为基础,通过对信息融合技术进行研究,提出一种机床空间误差的多模型融合预测方法,建立综合反映几何误差、热误差和切削力误差的最优空间误差模型。最后以DSP为核心,设计空间误差补偿器,实施空间误差补偿,验证补偿效果。结果显示,建立的模型预测精度较高,残差小于2μm,而实施空间误差补偿后,加工零件的轮廓误差也由15μm降到了5μm,补偿效果明显。     

样品台热误差的稳健RBF建模方法

为提高中子衍射谱仪在残余应力测量过程中的样品定位精度,考虑样品台热误差对定位精度的影响,提出了样品台热误差的稳健RBF建模方法。首先通过热结构有限元仿真分析了样品台温度场及热变形的特点;然后根据样品台运动位置、测量点位置、测温点温度变化和测量点热变形的有限元仿真数据,建立了未训练的RBF网络模型;针对建模所用温度数据中存在干扰的问题,在网络训练中以稳健损失函数为目标函数,采用梯度下降法调节隐节点的宽度和权值,最终建立了样品台热误差稳健RBF解析预测模型。仿真结果表明,该建模方法可减少训练样本中温度数据受干扰的影响,提高模型的稳健性,能准确地预测样品台热误差,预测精度小于3μm。     

基于数字孪生控制的精密机床热误差模型

已有的研究结果表明,机床的热误差约占其总加工误差的40%～70%,且机床越精密,其热误差所占比例就越大,因此,通过控制热误差以提升机床的加工精度很有必要。针对机床热误差模型的预测精度不高和泛化能力不强的问题,提出了一种引入主轴转速,并可嵌入数字孪生控制系统的机床热误差建模方法。首先,对模糊聚类分析(FCA)、灰色关联分析(GCA)及主成分回归(PCR)方法进行了理论分析;然后,以某立式加工中心为对象,通过热特性实验,获得了转速图谱下的温度数据和热误差数据,并采用模糊聚类分析结合灰色关联分析的方法选取了其温度敏感点;最后,以主轴转速和温度敏感点的温升值为输入变量,采用PCR方法建立了机床热误差模型,并将其与多元线性回归(MLR)模型进行了效果对比。研究结果表明：相比于MLR模型,所建立的PCR模型的预测精度提升9.5%,证明该模型拥有更高的预测精度和更强的泛化能力;可将模型嵌入到数字孪生控制系统中,对机床进行实时热误差预测和热误差控制。     

直线轴热定位误差解耦与分步建模研究

针对直线轴热定位误差同时与位置、温度相关,传统建模方法工作量大、效率低且变工况下预测精度较差等问题,本文提出一种直线轴热定位误差解耦与分步建模方法。首先,基于最小二乘线性拟合对多工况下测量的热定位误差解耦,获得仅与温度相关的斜率参数与截距参数;其次,分别使用绝对温度和相对温度作为输入变量对斜率参数和截距参数回归建模,得到二者与温度的映射关系,结合斜率与截距,建立热定位误差模型;最后,基于建立的模型对全新工况下的热定位误差进行了预测,可实现最大残差1.6μm,相比直接建模方法预测精度显著提升,表明了模型的有效性。     

导管感应钎焊温度场分布多点同步测温系统

钎焊温度及其分布是影响导管钎焊质量的最重要参数之一。针对导管感应钎焊升温快、温度分布差异大的特点,以K型热电偶作为温度传感器,基于AT89C52单片机开发了温度采样模块,采用MAX485构成了多点测温系统的通讯网络,利用PC机存储容量大、数据处理能力强的优点,研制开发了一套导管感应钎焊温度场多点同步测温系统。     

PVC聚合釜温度控制系统的核心问题

介绍PVC釜温控制的实现机理,测温仪表选型安装及常见故障,控制阀和控制系统选型注意事项,对一般的工程实践有一定指导意义。     

PCR温度特性实验研究与分析

目的：测量PCR温度的准确性和均一性。方法：PCR主程序：变性95℃,30s,退火55℃,40s,延伸72℃,50s,6个循环;热电偶分别放在孔内和管内。结果：每个循环以及每次测量的孔和管内的温度重复性很好;变性阶段,孔的温度和管内液体温度与程序温度偏差较大,温度准确性都较差,但所有孔的温度都达到通常需要的变性温度（变性90℃以上）,但是44．4％的孔在90℃以上停留的时间不能达到设置的时间;变性阶段,11.1％管内液体不能达到所需的变性温度（90℃）.结论：这些缺陷可能导致扩增结果假阳性或假阴性。     

油浸式大型变压器热点温度的动态模型

在考虑了油浸变压器油粘度、损耗随温度变化的情况后,根据热传导理论和不同情况下非线性热阻的定义,推导出了可用于估算不同类型变压器绕组热点温度的动态模型.通过ONAN制冷变压器的实测数据和专用模型的验证,表明该模型是正确、有效的.     

红外成像仪在工业中的应用

热像仪属于非接触式测量技术,可用于从安全距离发现电气、机械、工艺问题。这意味着不需距离目标很近,就可测量移动中或位于高处的高温表面,可以快速扫描较大的表面或发现温差,这种温差常常表明存在的问题或即将发生的故障。     

硅光电池温度补偿方法的研究

结合沥青－苯溶液浓度测试仪中温度补偿的实践,介绍2CR系列硅光电池的温度特性，及三种对硅光电池温度补偿的方法，同时指出了这些方法各自适应的情况及补偿精度高的高低。     

磨削温度理论研究的现状与进展

从磨削温度的理论研究和磨削温度的测量技术两方面综述了磨削温度研究的历史、现状和发展趋势;比较了目前常用的几种磨削温度测量技术的优缺点。     

探空仪气压传感器温度补偿的新方法

气压传感器是探空仪中的核心部件之一,传统的硅压阻传感器应用于探空仪中还存在着一些不足。本文介绍了一种集成气压传感器,提出了集成气压传感器中的两种新的温度控制补偿方法,并依据试验数据做出了对比分析。     

基于可组网数字温度传感器火灾报警系统设计

目前火灾报警系统逐步向智能化、网络化方向发展。文中介绍了一种多点测量火灾报警系统。以数字温度传感器为探测器,以AT89C51为数据处理核心,并连接PC机作为上位监控系统。文中对数字温度传感器中便笺式存储器读取的9字节数据进行了详细说明,对温度数据格式与数据处理进行了描述。阐述了在程序设计时实现温度测量需要完成的步骤。给出了可组网的火灾报警系统连接图和在液晶显示器上的温度数据显示。火灾报警系统有良好的扩展性而且组网方便。     

12Cr-2W-Mo-V-Nb-N-B钢的强塑性能和热处理工艺研究

用正交试验法研究了热处理工艺对我们新研制的12Cr2WMoVNbNB钢强度和塑性的影响,分析了正火温度和回火温度与强度、塑性之间关系的变化规律。结果表明,回火温度是影响该钢强度和塑性的首要工艺因素,经适当正火回火热处理获得回火板条马氏体与块状铁素体聚合型双相组织的该钢,具有很高的强度和优良的塑性。文中还推荐了该钢适宜的热处理工艺参量。