數控機床運動誤差智能補償方法分析

趙 亮

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

數控機床運動誤差智能補償方法分析

趙 亮

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

由于數控機床加工過程具有復雜性、非線性以及不確定性等特點，因此傳統數控機床的工藝生產過程很難滿足當前的需求，加強數控機床運動誤差智能補償成為數控技術發展的基本任務。文章主要針對傳統的數控機床運動的現狀和誤差補償過程進行分析和研究，結合現代科技發展提出誤差智能補償的方法和措施，希望能夠提高我國數控機床行業的發展。

數控機床運動；誤差分析；誤差智能補償?

對于數控機床運動過程而言，其基本理論涉及誤差分析、非線性化處理、空間姿態運動模型的建立等多個方面，整個過程的誤差處理具有很大的難度，特別對于機床誤差參數的正確辨識和補償更是影響整個生產精度的主要指標，文章主要結合傳統誤差補償的辦法進行改進和發展，結合當前神經網絡學習機理的相關內容，利用較為精確的逼近優化方法處理誤差，有效降低誤差，提高工件生產精度；對于數控機床運動誤差智能補償方法而言，通過非線性化處理和相關模擬軟件的仿真過程，能夠有效解決誤差偏大問題，對于工業成產過程具有不可替代的作用。

1 數控機床運動誤差智能補償的方法分析

（1）機床誤差的測試技術。對于數控機床運動過程而言，誤差檢測是誤差處理的關鍵步驟，也是通過適當方法補償誤差的重要基礎；數控機床誤差測量過程要從一致性、完備性以及簡單性三個方面進行分析處理，一致性主要體現在誤差測量的條件和使用條件保持一致，完備性體現在測量誤差盡可能對整個生產過程的實際情況進行分析，簡單性重點體現在測量過程要保證操作簡單、使用方便的特點。通過機床誤差的有效測量能夠對誤差和誤差精度進行初步的估計，對于后期的處理方法具有積極意義。

（2）人工神經網絡對誤差補償技術的分析。神經網絡作為最新的算法對于誤差處理具有非常好的效果，神經網絡本身由很多功能單元組成，這些單元仿佛一個神經系統的組合，具有較大的協同能力，能夠對不同的誤差類型進行規劃和處理；通過神經網絡強大的非線性映射能力，能夠對較為復雜的誤差進行合理的補償，與此同時，神經系統的自我學習能力具有較大的兼容性、容錯性，能夠對不確定的誤差進行識別處理，從而提高誤差精度，提高效率。

（3）多體系統理論誤差分析。上面介紹的誤差檢測和神經網絡兩方面的內容，能夠對數控機床運動誤差智能補償起到基礎性的處理作用，多體系統相對于這兩個方面而言具有更為強大的作用：首先，多體系統是在實際工程中總結出來的多方面的關聯性優化模型，這種優化模型的特點在于能夠對一個機械過程進行完整、抽象、高度的分析和描述，更好deq對誤差類型和誤差進行判別和處理；多體系統理論能夠對復雜的機械系統建立一個最優化的模型，通過最優化的模型能夠更好地處理誤差，提高誤差精度和工作效率，對于整個數控機床運動誤差智能化補償具有重要的意義。

2 基于神經網絡數控機床運動誤差補償方法的研究

（1）CNC系統的神經網絡辨識。對于數控機床運動誤差智能補償過程而言，神經網絡補償算法對于無償補償而言具有最優化的作用用，神經網絡的誤差補償方法中CNC系統的網絡識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行合理判斷，從而確定最優化的模型進行擬合處理；CNC系統的獨特優勢在于能夠確定系統中的誤差目標，通過對目標向量的處理利用神經網絡的記憶能力進行網絡化訓練，不斷擬合最優化數值，直到滿足零件的加工精度為止。與此同時，整個CNC系統的識別過程主要從確定網絡結構類型出發，在已知工件尺寸輸入量的前提下進行參數處理，在確定優化模型的基礎上進行不斷完善獲取最精確的工件尺寸，保證誤差精度。

（2）神經網絡補償誤差方法的建模技術。對于傳統的數控機床運動誤差智能補償過程而言，其基本的模型方法相對存在很大的問題，當前常用的樣條法和牛頓法能夠有效彌補基本模型方法的弊端；在整個數控機床運動誤差智能補償過程中，建模過程能夠有效檢測生產漏洞，對刀具的軌跡和工件參數進行合理控制和修補，保證整個生產過程的精確性。神經網絡補償法中的建模技術屬于一種大規模的數據擬合過程，利用神經系統擬合的優勢對工件曲面等方面進行函數逼近，使生產數據在一定程度上無限接近精確參數，總而言之，神經網絡進行工件建模能夠通過不斷擬合調整工件數據，保證整個生產過程的誤差精度和要求。

隨著現代制造行業的不斷發展和進步，數控加工技術逐漸趨于成熟，與此同時，社會各個行業對于工件的要求也逐漸提高，因此通過合理、科學的方法提升數控機床運動誤差精度，提高工件的質量至關重要；文章主要結合數控機床加工的現狀，重點對誤差補償的方法進行分析和研究，并且提出相關的意見，希望能夠提高數控機床生產的效率和質量，為我國制造業的發展做出貢獻。

[1]杜柳青，殷國富，余永維，等.基于混沌相空間重構的數控機床運動精度演化分析[J].儀器儀表學報，2015，36，（8）：1810-1815.

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

趙亮（1983-），黑龍江巴彥人，碩士研究生，機械工程師，主要從事研究數控落地銑鏜床、刨臺銑鏜床、重型回轉工作臺、數控纖維纏繞機等產品的設計工作。