數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償方法分析

趙 亮

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償方法分析

趙 亮

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

由于數(shù)控機(jī)床加工過程具有復(fù)雜性、非線性以及不確定性等特點(diǎn)，因此傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的工藝生產(chǎn)過程很難滿足當(dāng)前的需求，加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基本任務(wù)。文章主要針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)狀和誤差補(bǔ)償過程進(jìn)行分析和研究，結(jié)合現(xiàn)代科技發(fā)展提出誤差智能補(bǔ)償?shù)姆椒ê痛胧Ｍ軌蛱岣呶覈鴶?shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展。

數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)；誤差分析；誤差智能補(bǔ)償?

對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)過程而言，其基本理論涉及誤差分析、非線性化處理、空間姿態(tài)運(yùn)動(dòng)模型的建立等多個(gè)方面，整個(gè)過程的誤差處理具有很大的難度，特別對(duì)于機(jī)床誤差參數(shù)的正確辨識(shí)和補(bǔ)償更是影響整個(gè)生產(chǎn)精度的主要指標(biāo)，文章主要結(jié)合傳統(tǒng)誤差補(bǔ)償?shù)霓k法進(jìn)行改進(jìn)和發(fā)展，結(jié)合當(dāng)前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)機(jī)理的相關(guān)內(nèi)容，利用較為精確的逼近優(yōu)化方法處理誤差，有效降低誤差，提高工件生產(chǎn)精度；對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償方法而言，通過非線性化處理和相關(guān)模擬軟件的仿真過程，能夠有效解決誤差偏大問題，對(duì)于工業(yè)成產(chǎn)過程具有不可替代的作用。

1 數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償?shù)姆椒ǚ治?/h2>

（1）機(jī)床誤差的測試技術(shù)。對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)過程而言，誤差檢測是誤差處理的關(guān)鍵步驟，也是通過適當(dāng)方法補(bǔ)償誤差的重要基礎(chǔ)；數(shù)控機(jī)床誤差測量過程要從一致性、完備性以及簡單性三個(gè)方面進(jìn)行分析處理，一致性主要體現(xiàn)在誤差測量的條件和使用條件保持一致，完備性體現(xiàn)在測量誤差盡可能對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的實(shí)際情況進(jìn)行分析，簡單性重點(diǎn)體現(xiàn)在測量過程要保證操作簡單、使用方便的特點(diǎn)。通過機(jī)床誤差的有效測量能夠?qū)φ`差和誤差精度進(jìn)行初步的估計(jì)，對(duì)于后期的處理方法具有積極意義。

（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)誤差補(bǔ)償技術(shù)的分析。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為最新的算法對(duì)于誤差處理具有非常好的效果，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身由很多功能單元組成，這些單元仿佛一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的組合，具有較大的協(xié)同能力，能夠?qū)Σ煌恼`差類型進(jìn)行規(guī)劃和處理；通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性映射能力，能夠?qū)^為復(fù)雜的誤差進(jìn)行合理的補(bǔ)償，與此同時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力具有較大的兼容性、容錯(cuò)性，能夠?qū)Σ淮_定的誤差進(jìn)行識(shí)別處理，從而提高誤差精度，提高效率。

（3）多體系統(tǒng)理論誤差分析。上面介紹的誤差檢測和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩方面的內(nèi)容，能夠?qū)?shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償起到基礎(chǔ)性的處理作用，多體系統(tǒng)相對(duì)于這兩個(gè)方面而言具有更為強(qiáng)大的作用：首先，多體系統(tǒng)是在實(shí)際工程中總結(jié)出來的多方面的關(guān)聯(lián)性優(yōu)化模型，這種優(yōu)化模型的特點(diǎn)在于能夠?qū)σ粋€(gè)機(jī)械過程進(jìn)行完整、抽象、高度的分析和描述，更好deq對(duì)誤差類型和誤差進(jìn)行判別和處理；多體系統(tǒng)理論能夠?qū)?fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)建立一個(gè)最優(yōu)化的模型，通過最優(yōu)化的模型能夠更好地處理誤差，提高誤差精度和工作效率，對(duì)于整個(gè)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能化補(bǔ)償具有重要的意義。

2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償方法的研究

（1）CNC系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)。對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償過程而言，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償算法對(duì)于無償補(bǔ)償而言具有最優(yōu)化的作用用，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差補(bǔ)償方法中CNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)識(shí)別能夠有效檢測加工過程中被加工零件的誤差，通過零件加工過程的空間位置進(jìn)行合理判斷，從而確定最優(yōu)化的模型進(jìn)行擬合處理；CNC系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢在于能夠確定系統(tǒng)中的誤差目標(biāo)，通過對(duì)目標(biāo)向量的處理利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的記憶能力進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化訓(xùn)練，不斷擬合最優(yōu)化數(shù)值，直到滿足零件的加工精度為止。與此同時(shí)，整個(gè)CNC系統(tǒng)的識(shí)別過程主要從確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類型出發(fā)，在已知工件尺寸輸入量的前提下進(jìn)行參數(shù)處理，在確定優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷完善獲取最精確的工件尺寸，保證誤差精度。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償誤差方法的建模技術(shù)。對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償過程而言，其基本的模型方法相對(duì)存在很大的問題，當(dāng)前常用的樣條法和牛頓法能夠有效彌補(bǔ)基本模型方法的弊端；在整個(gè)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差智能補(bǔ)償過程中，建模過程能夠有效檢測生產(chǎn)漏洞，對(duì)刀具的軌跡和工件參數(shù)進(jìn)行合理控制和修補(bǔ)，保證整個(gè)生產(chǎn)過程的精確性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償法中的建模技術(shù)屬于一種大規(guī)模的數(shù)據(jù)擬合過程，利用神經(jīng)系統(tǒng)擬合的優(yōu)勢對(duì)工件曲面等方面進(jìn)行函數(shù)逼近，使生產(chǎn)數(shù)據(jù)在一定程度上無限接近精確參數(shù)，總而言之，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工件建模能夠通過不斷擬合調(diào)整工件數(shù)據(jù)，保證整個(gè)生產(chǎn)過程的誤差精度和要求。

隨著現(xiàn)代制造行業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)控加工技術(shù)逐漸趨于成熟，與此同時(shí)，社會(huì)各個(gè)行業(yè)對(duì)于工件的要求也逐漸提高，因此通過合理、科學(xué)的方法提升數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差精度，提高工件的質(zhì)量至關(guān)重要；文章主要結(jié)合數(shù)控機(jī)床加工的現(xiàn)狀，重點(diǎn)對(duì)誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行分析和研究，并且提出相關(guān)的意見，希望能夠提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，為我國制造業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[1]杜柳青，殷國富，余永維，等.基于混沌相空間重構(gòu)的數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度演化分析[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2015，36，（8）：1810-1815.

[2]郭云霞，葉文華，梁睿君，等.智能機(jī)床的誤差補(bǔ)償技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2016，（18）：40-45.

趙亮（1983-），黑龍江巴彥人，碩士研究生，機(jī)械工程師，主要從事研究數(shù)控落地銑鏜床、刨臺(tái)銑鏜床、重型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、數(shù)控纖維纏繞機(jī)等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作。