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加工中心主轴关键热敏感点选取与热误差预测

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为探究数控机床主轴温度场信息与主轴热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于人工蜂群优化算法(ABC)与广义回归神经网络的主轴热误差预测模型.首先,使用热成像技术布置温度传感器,并利用K-medoids算法对温度测点进行聚类分组,使用灰色关联度分析方法计算温度与主轴热误差之间的相关程度,进而提取出最佳热敏感点;其次,引入调节因子优化ABC算法的寻优过程,使用改进后的ABC网络确定GRNN网络的最佳参数及光滑因子;最后,以三轴数控加工中心为研究对象,进行温度数据与热误差数据的采集,建立基于ABC-GRNN热误差预测模型并与优化前进行比较.热误差实验结果表明,K-medoids算法与灰色关联分析相结合,有效避免了温度测点之间的多重共线性;ABC-GRNN模型可以更准确地预测出主轴各项误差值.
Thermal Error Prediction of Machine Tool Spindle Based on GA-ACO-BP Network
To investigate the nonlinear mapping relationship between the spindle temperature field informa-tion of CNC machine and the thermal error of the spindle,A spindle thermal error prediction model based on artificial bee colony optimization algorithm(ABC)and generalized regression neural network was pro-posed.Firstly,thermal imaging technology is used to arrange temperature sensors,and K-medoids algorithm is used to cluster temperature measurement points,Grey correlation degree analysis was used to calculate the correlation degree between temperature and thermal error of spindle,which in turn extracts the optimal thermal sensitivity point.Secondly,Introduction of a regulating factor to optimize the optimization process of the ABC algorithm,and the optimal parameters and smoothness factor of GRNN network are determined by using the improved ABC network.Finally,the three-axis CNC machining center was taken as the re-search object,the temperature data and thermal error data were collected,and the thermal error prediction model based on ABC-GRNN was established and compared with before optimization.The experimental re-sults of thermal error show that the K-medoids algorithm combined with grey correlation analysis can effec-tively avoid the multicollinearity between temperature measurement points,The ABC-GRNN model can predict the each error values of the main axis more accurately.

CNC machine toolsspindle thermal errorK-medoids algorithmthermal error predictionABC-GRNN model

田春苗、季泽平、郭世杰、唐术锋、乔冠

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内蒙古工业大学 机械工程学院,呼和浩特 010051

内蒙古工业大学 内蒙古自治区特殊服役智能机器人重点实验室,呼和浩特 010051

数控机床 主轴热误差 K-medoids算法 热误差预测 ABC-GRNN模型

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2024

10.13462/j.cnki.mmtamt.2024.02.035

组合机床与自动化加工技术
大连组合机床研究所 中国机械工程学会生产工程分会

组合机床与自动化加工技术

CSTPCD北大核心
影响因子：0.671
ISSN：1001-2265
年,卷(期)：2024.(2)
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