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题名基于狮群优化算法的机床主轴热特性分析
- 1
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作者
张壮壮
王红军
王增新
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
北京高端装备智能感知与控制国际科技合作基地
教育部现代测控技术重点实验室
北京超同步股份有限公司
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期708-716,共9页
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基金
北京市科技计划项目(Z201100008320004)资助。
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文摘
热误差对于主轴的回转精度至关重要,而对流换热系数的精确计算是有限元稳态热分析获得精确结果的前提。通过利用狮群优化(Lion Swarm Optimization,LSO)算法对主轴的对流换热系数进行优化,LSO相对于遗传算法等其他优化算法有更快的收敛速度、更高的精度、更能较好地获得全局最优解。首先,通过使用Lion的热分析模块测量主轴系统的关键点温度和主轴的热伸长。其次,通过经验公式计算主轴不准确但接近真实的对流换热系数值,不准确的对流换热系数会导致不准确的有限元仿真温度结果,因此使用LSO对对流换热系数寻优,将对流换热系数被视为感兴趣的目标值,实验温度值与模拟温度值之间的均方根误差被视为适应度函数。在150代之后,搜索了误差最小的最佳对流换热系数。最后,通过对搜索到的最优对流换热系数进行主轴系统的有限元稳态热分析,并与实验结果进行比较,证明了所提方法的有效性。
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关键词
机床主轴
热特性
对流换热系数
狮群优化算法
ANSYS
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Keywords
Machine tool spindle
Thermal characteristics
Convective heat transfer coefficient
Lion swarm optimization
Ansys
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分类号
TH133
[机械工程—机械制造及自动化]
TP18
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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题名基于WOA-SVR的电主轴热误差优化建模
被引量：5
- 2
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作者
问梦飞
钟建琳
彭宝营
王鹏家
王增新
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
超同步股份有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2022年第22期38-42,共5页
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基金
北京市科技计划项目(Z191100002019004)
北京市教委科技计划一般项目(KM202011232012)。
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文摘
为建立更加准确的电主轴热误差预测模型,以某台电主轴为实验对象,测得10 000 r/min转速时的温升和热伸长数据。利用模糊聚类结合灰色关联度分析(FCM-GRA)理论,优化温度测点。采用鲸鱼优化算法(WOA)和支持向量回归(SVR)相结合的方法,建立电主轴的热误差预测模型。对比多元线性回归、SVR和WOA-SVR预测模型预测效果。结果表明:鲸鱼算法优化后的支持向量回归预测模型可以更有效预测电主轴的热误差,将拟合误差最大值降低到3.72μm,均方根误差降低至1.33μm,验证了所提方法的可行性。
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关键词
鲸鱼优化算法
模糊聚类结合灰色关联度分析
热误差预测模型
支持向量回归
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Keywords
Whale optimization algorithm
Fuzzy clustering and grey relational analysis
Thermal error prediction model
Support vector regression
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分类号
TH164
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名多变量电主轴热误差预测模型与补偿实验研究
被引量：1
- 3
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作者
问梦飞
钟建琳
彭宝营
王鹏家
王增新
刘增明
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
北京超同步股份有限公司
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出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2022年第9期102-106,共5页
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基金
北京市科技计划项目(Z191100002019004)
北京市教委科技计划一般项目(KM202011232012)。
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文摘
为解决加工中心电主轴的热误差补偿问题,建立适用性更强的电主轴热误差预测模型,实验测试了不同转速下加工中心电主轴的温升和热伸长,建立了基于指数函数的电机温升、主轴转速及时间的三变量轴向热误差预测模型。随后取两种转速进行实验,对补偿效果进行了验证;并与主轴转速、时间双变量热误差预测模型进行了对比。结果表明,三变量模型补偿效果优于双变量模型,为加工中心电主轴热误差补偿并实用化提供了新的思路。
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关键词
热误差预测模型
指数函数
加工中心电主轴
对比实验
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Keywords
thermal error prediction model
exponential function
machining center electric spindle
contrast test
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分类号
TH164
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名五轴加工中心空间位置精度衰退分析
被引量：1
- 4
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作者
张银虎
杨庆东
彭宝营
王鹏家
王增新
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
超同步股份有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2022年第10期70-76,共7页
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基金
北京市科技计划项目(Z191100002019004)
北京市教委科技计划一般项目(KM202011232012)。
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文摘
对五轴加工中心的精度保持性提出精准的数学模型;在此基础上,创建基于刚体动力学的加工中心空间位置精度保持性模型,以评价加工中心精度保持能力。探讨加工中心精度与各种误差之间的关系。以B-C五轴加工中心为例进行分析,对相关关键指标进行743天跟踪,找出各项精度指标与加工中心空间坐标的对应关系,辨识关键误差源;找出加工中心的精度保持性随时间变化的规律;完成加工中心精度保持性的定量评估,验证所提出的方法和实验模型的正确性。结果表明:位置精度是影响各轴精度保持性的主要因素;所提方法实现了关键性误差溯源。
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关键词
五轴加工中心
空间位置精度
精度保持性
敏感度分析
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Keywords
Five-axis machining center
Spatial position precision
Precision retention
Sensitive analysis
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分类号
TH161
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名高速电主轴热-结构耦合及选材分析
被引量：1
- 5
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作者
问梦飞
钟建琳
彭宝营
王鹏家
王增新
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
北京超同步股份有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2023年第4期158-163,共6页
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基金
北京市科技计划项目(Z191100002019004)
北京市教委科技计划一般项目(KM202011232012)。
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文摘
高速电主轴热变形问题一直是影响加工精度的重要因素。为降低电主轴的温升和轴向热伸长量,对某电主轴的热源及热边界条件进行分析,利用ANSYS Workbench软件进行热-结构耦合仿真,得到电主轴温度场和热结构耦合场;搭建实验台测试电主轴系统的温度场和轴向热伸长,验证有限元模型建立的正确性。最后选用38CrMoAl、ZrO_(2)、Si_(3)N_(4)、玻璃陶瓷作为主轴材料进行热-结构耦合对比分析。结果表明:陶瓷材料在热态性能方面优于钢材,玻璃陶瓷材料热态性能最好。
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关键词
高速电主轴
热变形
热-结构耦合
陶瓷材料
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Keywords
High speed motorized spindle
Thermal deformation
Thermal structural coupling
Ceramic material
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分类号
TH164
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名基于SSA-BP的电主轴热误差优化建模
被引量：4
- 6
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作者
尹晓珊
钟建琳
问梦飞
王增新
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
北京超同步股份有限公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2023年第12期19-23,38,共6页
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基金
北京市科技计划项目(Z191100002019004)。
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文摘
为解决某加工中心电主轴的热误差补偿问题,建立预测精度高、鲁棒性强的热误差补偿模型。搭建实验台,利用美国雄狮回转误差分析仪采集电主轴的温度场和热误差数据。介绍麻雀搜索算法(SSA)原理、具体优化流程。采用SSA优化BP神经网络的权值和阈值,建立SSA-BP神经网络预测模型。与之前建立的BP神经网络预测模型相比,优化后预测效果更优,为电主轴热误差建模提供新的思路。
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关键词
热误差补偿
麻雀搜索算法
BP神经网络
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Keywords
Thermal error compensation
Sparrow search algorithm
Back propagation neural network
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分类号
TH164
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名基于自适应调频模态追踪方法的铣削颤振识别
被引量：2
- 7
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作者
张壮壮
王红军
王楠
王增新
王星河
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
高端装备制造智能感知与控制北京市国际科技合作基地
北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室
超同步股份有限公司
北京机械工业自动化研究所有限公司
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出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2023年第5期180-188,共9页
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基金
北京市科技计划项目(Z201100008320004)资助。
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文摘
在铣削加工工程中,产生颤振,严重影响产品的加工精度和表面质量。为了有效避免铣削过程中发生颤振,提出了基于自适应调频模态追踪(adaptive chirp mode pursuit,ACMP)的铣削颤振监测和识别方法。该方法综合考虑了振动信号的带宽和微弱特性,ACMP在递归框架中逐个捕获信号模式,在该算法中,不需要输入信号模式的个数,而是可以通过评估残差信号的能量来学习,这样就可以避免由于分解层数不确定带来的模态混叠或者过度分解的问题。首先使用仿真信号验证了该算法对颤振信号具有很高的识别精度;然后基于现场的铣削实验数据证明该方法及时有效地对颤振进行识别;最后从ACMP处理后的信号中提取功率谱熵值作为颤振识别特征。该方法解决了经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)算法的模态混合和伪分量问题,又降低了变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的精度不稳定的影响,可以准确快速地识别到颤振,对提高加工质量具有重要意义。
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关键词
ACMP
颤振
功率谱熵
铣削
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Keywords
ACMP
chatter
power spectrum entropy
milling
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分类号
TG54
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
TN9
[电子电信—信息与通信工程]
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题名基于数字孪生的数字化车间升级方案及实现
被引量：13
- 8
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作者
庞建军
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机构
超同步股份有限公司
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出处
《制造技术与机床》
北大核心
2022年第4期165-171,共7页
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文摘
根据自身发展需要,以数字孪生车间运行模式和数字化车间构建等理论为指导,综合运用大数据、工业互联和数字仿真等技术,建立大数据信息平台与数字孪生管理系统,实现设备集成与互联互通,应用仿真技术于产品设计及关键工艺,完成车间数字化升级,大幅提升智能制造水平。
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关键词
数字孪生
数字化车间
工业互联
数字仿真
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Keywords
digital twin
digital workshop
industrial interconnection
digital simulation
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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