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题名数控机床几何误差混合径向基函数参数化建模
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作者
苏哲
郭世杰
李帅
吕贺
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机构
内蒙古工业大学机械工程学院
内蒙古自治区机器人与智能装备技术重点实验室
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第2期339-350,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52065053,52365058,52365064)
内蒙古关键技术攻关项目(2021GG0255)
+3 种基金
内蒙古自治区高等学校创新团队发展计划支持项目(NMGIRT2213)
内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(ZTY2023005,JY20230043)
内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划项目(NJYT23043)
内蒙古自然科学基金资助项目(2023LHMS05018,2023LHMS05017)。
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文摘
针对数控机床几何误差参数化建模不够快速、准确的问题,提出了一种基于混合径向基函数插值(MRBFI)的几何误差参数化建模方法。首先,基于多体系统理论与齐次变换方法,建立了数控机床的综合误差模型;然后,根据测量辨识得到的机床几何误差项数据,构建了混合径向基函数插值方程,利用最小二乘法与水滴优化算法(WDO),对方程中的宽度系数以及权重系数进行了寻优,在WDO中加入了自适应步长调整,提高了迭代的速度与精度;最后,根据得到的最优解,建立了几何误差径向基函数的参数化模型,利用拟合优度量化了径向基函数插值拟合的精确性,将其应用于对数控机床的几何误差补偿,并比较了补偿前后的球杆仪圆轨迹,从而对结果进行了评估。研究结果表明:混合径向基函数插值拟合优于传统的正交多项式拟合,均方根误差与平均绝对误差较正交多项式拟合减少了52%和65%,误差补偿后圆轨迹圆度误差平均降低了45.2%。该方法可用于数控机床的几何误差补偿,其建模原理简单明了、模型精度高。
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关键词
数控机床几何误差补偿
参数化模型
混合径向基函数插值
几何误差补偿
水滴优化算法
自适应步长调整
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Keywords
CNC machine tools geometric errors compensation
parametric model
mixed radial basis function interpolation(MRBFI)
geometric error compensation
water drop optimization algorithm
adaptive step adjustment
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分类号
TH161
[机械工程—机械制造及自动化]
TG659
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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