一种基于无偏估计拆分模型的数控机床热误差预测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于无偏估计拆分模型的数控机床热误差预测方法及系统，所述预测方法按如下步骤进行：1.获取机床主轴的温度变量和热变形量；2.提取热误差建模所需的温度敏感点变量；3.建立机床热误差无偏估计拆分模型；4.求取所述无偏估计拆分模型的热变形量预测值，根据该值与热变形量测量值的差异状态，获得无偏估计拆分模型的预测性能；所述系统包括：红外热成像仪、温度传感器、电涡流位移传感器和工控机；本发明有效地解决了温度自变量之间的耦合效应，并将温度敏感点选择方法与热误差建模模型配合使用，显著提高了热误差模型的预测精度和稳健性。

主权项

一种基于无偏估计拆分模型的数控机床热误差预测方法，其特征在于，按如下步骤进行：步骤1.获取机床热源处的温度值增量ΔT_i，i＝1，2，…，N+1；所述机床热源处的温度值增量简称为温度变量；所述N+1为温度变量的数目，N不小于1；获取机床主轴的热变形量S_j，j＝X、Y、和/或Z；所述X、Y、Z分别代表机床主轴的X向、主轴的Y向、主轴的Z向；所述热变形量是机床主轴相对于工作台的热变形量；步骤2.利用线性相关系数法，对由步骤1获得的温度变量ΔT_i进行筛选，获取m个温度敏感点变量x₁，x₂，…，x_m，其中，m＜N+1；步骤3.以步骤2获得的温度敏感点变量x₁，x₂，…，x_m为自变量，以步骤1获得的机床主轴的热变形量S_j为因变量，建立机床热误差无偏估计拆分预测模型；步骤4.实时测量机床温度敏感点位置处的温度值增量，获得实时的温度增量值；将实时的温度值增量代入步骤3建立的机床热误差无偏估计拆分预测模型中，获得实时的热变形量预测值；实时测量机床主轴的热变形量值，获得实时的热变形量值；将实时的热变形量预测值与实时的热变形量测量值进行差异比较，获得无偏估计拆分模型的预测性能；所述差异比较包括残差比较和残余标准差比较。