本文采用了自適應(yīng)模糊推理系統(tǒng)和灰色理論研究了CNC加工中心熱誤差的預(yù)測(cè)模型。分析了自適應(yīng)模糊推理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和模糊C均值聚類(lèi)法，根據(jù)灰色理論創(chuàng)建熱誤差預(yù)測(cè)模型。通過(guò)模糊C均值聚類(lèi)法篩選溫度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定出******溫度測(cè)量數(shù)據(jù)，溫度傳感器從76個(gè)減少到5個(gè)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文預(yù)測(cè)模型，并且與其它預(yù)測(cè)模型方法進(jìn)行對(duì)比。預(yù)測(cè)結(jié)果表明，本文預(yù)測(cè)熱誤差經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后所產(chǎn)生的******誤差在5 pm以內(nèi)，其他方法預(yù)測(cè)熱誤差經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后所產(chǎn)生的******誤差在10 pm以內(nèi)。自適應(yīng)模糊推理系統(tǒng)的模糊C均值聚類(lèi)法耦合灰色理論創(chuàng)建的CNC加工中心熱誤差預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)精度較高，為加工中心運(yùn)行的熱誤差補(bǔ)償提供了參考依據(jù)。
(1)該可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)達(dá)到了試驗(yàn)預(yù)期，選取的加速因子的工作極限很好地激發(fā)了刀庫(kù)系統(tǒng)的故障，加速了故障暴露的過(guò)程，驗(yàn)證了試驗(yàn)前的故障模式及危害度分析的故障原因假設(shè)。(2 )成功地將可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)理論應(yīng)用到加工中心的刀庫(kù)系統(tǒng)，填補(bǔ)了加工中心的可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的空缺，并為其他功能子系統(tǒng)的可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)方法提供借鑒。
本文給出的測(cè)量系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，操作方便,為CNC加工中心定位精度自動(dòng)測(cè)量與補(bǔ)償提供了一種新的思路。實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)在不需要增加新的昂貴設(shè)備的情況下能有效提高加工中心的定位精度，能明顯提高加工中心精度測(cè)量的效率，節(jié)省大量的人工,避免不必要的人為誤差。由于目前大部分CNC系統(tǒng)都具有高速跳轉(zhuǎn)功能，因此本方案通用性強(qiáng)，其程序設(shè)計(jì)思路對(duì)其他精工系統(tǒng)也具有一定的借鑒意義。由于本系統(tǒng)的測(cè)量精度還受到3D測(cè)頭和步距規(guī)硬件本身制造精度的影響，具有一定的局限性，因此該自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)比較適合于中、低檔CNC加工中心大批量定位精度的調(diào)試。
電主軸的內(nèi)部和外部產(chǎn)生了很多的熱能量，在每個(gè)零部件之間產(chǎn)生了熱置傳遞，使得刀具和工件發(fā)生了位移上的變化,使得加工的糈度也有所下降。更加準(zhǔn)確地選擇測(cè)溫點(diǎn)才能建立更高精度的熱誤差模型，研究了對(duì)于在一種加工情況下和在兩種情況下的建模方式，組合預(yù)測(cè)的模型。
本文建立了任意結(jié)構(gòu)加工中心基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)獲得其運(yùn)動(dòng)軸誤差傳遞鏈的建模方法和數(shù)學(xué)模型。提出了運(yùn)動(dòng)軸連接支承件〇階低序體矩陣與運(yùn)動(dòng)軸連接支承件相對(duì)運(yùn)動(dòng)矩陣與運(yùn)動(dòng)軸誤差傳遞之間的數(shù)學(xué)映射關(guān)系。通過(guò)該數(shù)學(xué)模型可以建立任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加工中心運(yùn)動(dòng)軸誤差傳遞鏈，從而在宏觀方面獲得從工件坐標(biāo)系到刀具坐標(biāo)系的誤差傳遞關(guān)系，從而為正向設(shè)計(jì)加工中心提供計(jì)算刀具點(diǎn)相對(duì)于工件坐標(biāo)系的空間誤差提供理論基礎(chǔ)。
工藝安排不合理、編程及對(duì)刀不正確、操作不當(dāng)、工件及毛坯不合適等，都是數(shù)銑實(shí)訓(xùn)中幾種較為常見(jiàn)的撞刀原因，在CNC加工中心實(shí)訓(xùn)中還有很多其他原因會(huì)導(dǎo)致撞刀現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)應(yīng)的解決措施也有很多，通過(guò)以上對(duì)CNC加工中心撞刀原因進(jìn)行分析及提出的解決措施可以幫助實(shí)訓(xùn)學(xué)生，盡量減少撞刀現(xiàn)象的發(fā)生，使他們能用CNC加工中心獨(dú)立的完成對(duì)工件的加工，這對(duì)保證實(shí)訓(xùn)人身和設(shè)備的安全，保持精工加工中心加工精度及延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高CNC加工中心學(xué)生實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量等都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
CNC加工中心是機(jī)電一體化高度復(fù)雜設(shè)備，使用過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要，對(duì)于故障及時(shí)做出正確判斷和排除起了決定性作用。CNC加工中心的自診斷功能具備智能化功能，可以方便、準(zhǔn)確地進(jìn)行故障診斷維修。但并非所有故障都能通過(guò)自診斷實(shí)現(xiàn)診斷維修，傳統(tǒng)的維修方法還需掌握，在實(shí)際維修過(guò)程中靈活運(yùn)用。
在電火花成形加工中心產(chǎn)品裝配中，成功使用上述方法。實(shí)踐證明，該方法具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1)方便了裝配人員。原有的方法在做精度檢測(cè)時(shí)，由裝配人員觀察指不器的情況，需要另一個(gè)人員幫助轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿，效率低下。（2)由于電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，避免了人工轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿時(shí)產(chǎn)生的主軸運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)現(xiàn)象，使精度檢查數(shù)值更加可信。（3)該方法成本低，同時(shí)可以作為一種設(shè)備.在其它類(lèi)似加工中心裝配時(shí)使用。
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本文為解決復(fù)雜零部件快速檢測(cè)問(wèn)題，提出了基于接觸式測(cè)頭的在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)框架并將在機(jī)測(cè)量和計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量相結(jié)合，基于opencascade幾何造型內(nèi)核在Qt平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了一個(gè)通用的加工中心在機(jī)測(cè)量原型系統(tǒng)。分析了基于全局和局部的兩步檢測(cè)規(guī)劃，開(kāi)發(fā)了基于STEP的CAD模型幾何特征提取軟件，探討了基于特征的測(cè)點(diǎn)選擇及測(cè)量宏程序編制。通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋定位圓柱孔的在機(jī)測(cè)量，證實(shí)了該方法的可行性，提高了航天復(fù)雜零部件的加工和檢測(cè)效率?；谝陨涎芯砍晒?，下一步研究?jī)?nèi)容將主要集中于以下兩個(gè)方面：其一為自由曲面的采樣點(diǎn)選擇以及檢測(cè)程序的生成,豐富在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的功能;其二為將在機(jī)測(cè)量與加工制造過(guò)程結(jié)合起來(lái)，提高復(fù)雜零部件的制造加工精度。