基于时序模型优化选择的热误差建模.pdf

第 l0期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 N0．10 2011年 10月 M odularM achineTool＆ Autom aticM anufacturingTechnique Oct．2011 文章编号 ：100l一2265(2011)10—0036—04 基于时序模型优化选择的热误差建模 张 琨 ，姚 晓栋 ，张 毅 ，杨建 国 (上海交通大学 机械 与动力工程学院，上海 200240) 摘要 ：为 了提 高数控机床热误差建模精度 ，提 出了基 于时序模 型优化选择 的热误差建模 方法 ，重点论 述 了时序 分析法用于机床热误差建模 时的模型优化选择 问题 。通过分析热误 差序列 自相关函数和 偏 自相关函数的性质进行 时序模型识别 ，采用 AIC、F和 白度检验 定阶准则相 结合 的判定方法，完成 模型阶次的确定，从而为时序建模提供 了选型和定阶依据，使 时序分析方法更加有效地应用于热误 差建模 。对一台车削加工中心进行了热误差建模 ，并通过对 比分析验证 了基 于时序模型优化选择 的 热误差建模方法能够显著提高建模精度 。 关键词 ：数控机床 ；热误差；时序分析 ；建模 中图分类号 ：TH16；TG65 文献标识码 ：A ThermalErrorModelingBasedon Optimum Selection ofTimeSeriesM odels ZHANG Kun，YAO Xiao—dong，ZHANG Yi，YANG Jian—guo (SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China) Abstract：In orderto improvetheaccuracy ofthermalerrormodel，amethodbased on optimum selec— tion oftimeseriesmodelswaspresented，andhow to selectthe time seriesmodelswasdiscussed in de— tail．Through analyzingACF andPACF ofthethermalerrorseries，thetypeoftimeseriesmodelwasi— dentified first，andthentheorderwasdeterminedbycombining themethodsofAIC ，Fandwhitenessex— amining．Sothattimeseriescouldbeappliedtothermalerrormodelingmoreeffectively．A thermalerror modelofaCNC lathecenterwasestablished．In contrastwith othertwo modeling methods，themode1 wasconfirmed to haveahigherprecision． Keywords：m achinetools；thermalerror；time seriesanalysis；modeling 得了 良好 的效果 。但 是 ，其提 出的时序建模方法 缺 0 引言 少了时序建模 的选型判定条件 ，并且采用单 一判定 有效实施热误差补偿 的前提是建立合适的机床 准则难 以保证模型 的精度 。本文在此基础 i重点论 热误差模型 。数 控 机床 热误差 形 成 的原 因错 综 复 述 了怎样对 时序模型进行优化选择 ，从而为 时序分 杂 ，包括机床上各种热源影 响、外部环境影响、人