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0 引言
數(shù)控銑床作為零件精密加工的設備,對其精度方面具有很高的要求,此方向也一直是數(shù)控加工部門的研究重點。在數(shù)控銑床加工過程中,最重要的是數(shù)控銑床定位,一旦數(shù)控銑床定位不準,必然會導致加工存在較大誤差,進而影響加工質(zhì)量。因此,針對數(shù)控銑床定位誤差方面的研究是數(shù)控銑床領域研究中的重中之重,而數(shù)控銑床定位誤差診斷是確定數(shù)控銑床定位誤差的有效途徑。
在國內(nèi),針對數(shù)控銑床定位誤差診斷研究并不罕見,但主要通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)對數(shù)控銑床定位誤差的診斷。
該診斷方法在投入使用后,能夠取得一定的應用效果,一定程度上提高了診斷精度,但僅針對部分零件數(shù)控銑床定位適用,不具備廣泛性,因此傳統(tǒng)數(shù)控銑床定位誤差診斷方法存在一定程度的局限性。
為解決上述情況,本文提出數(shù)控銑床定位誤差診斷研究,致力于通過設計一種新型數(shù)控銑床定位誤差診斷方法,能夠在提高數(shù)控銑床定位誤差診斷精度的同時可以推廣應用。
1 、數(shù)控銑床定位誤差診斷
1.1 確定數(shù)控銑床定位誤差邊緣像素點
在數(shù)控銑床定位誤差診斷過程中,必須預先確定數(shù)控銑床定位誤差邊緣像素點,以此為依據(jù),展開誤差診斷 。本文采用相關系數(shù)閡值法,提取數(shù)控銑床定位誤差邊緣像素點,并擬合數(shù)控銑床定位誤差邊緣像素點在直線中的位置,見表 1。
結(jié)合 數(shù)據(jù),考慮到數(shù)控銑床定位誤差邊緣像素點沒有統(tǒng)一在一條直線上,因此,需要利用最小二乘法,擬合不在一條直線中的數(shù)控銑床定位誤差邊緣像素點。
設此過程的目標函數(shù)為 R:
式中 s———邊緣像素點權重y———邊緣像素點的傾斜度i———波長yi———波長下邊緣像素點的偏離系數(shù)由式(1)可知,R 越大數(shù)控銑床定位誤差標識邊緣像素點濾波區(qū)間范圍越廣,診斷環(huán)境越好。
1.2 提取離散型數(shù)控銑床定位誤差診斷信號
確定數(shù)控銑床定位誤差邊緣像素點的基礎上,可利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡技術單獨選用中間層的傳遞函數(shù)和模糊神經(jīng)元數(shù)目,實現(xiàn)模糊神經(jīng)元的控制,進而提取離散型數(shù)控銑床定位誤差診斷信號。設傳遞函數(shù)提取離散型數(shù)控銑床定位誤差診斷信號的表達式為 k。
式中 xi———當前取值范圍下數(shù)控銑床定位誤差診斷信號線路的流動狀態(tài)N———最大允許誤差利用式(2)獲得其映射關系,從而提取離散型數(shù)控銑床定位誤差診斷信號。
1.3 實現(xiàn)數(shù)控銑床定位誤差診斷
從以上所提取的離散型數(shù)控銑床定位誤差診斷信號中,通過計算機語言建立程序代碼,然后按條件循環(huán)執(zhí)行每條指令,收集數(shù)控銑床定位誤差診斷信息,保證數(shù)控銑床定位誤差診斷工作的正常運行。
通過 C 語言編碼中的 deviceld 指令減少數(shù)控銑床定位誤差診斷中的冗余值,傳輸數(shù)控銑床定位誤差實時動態(tài)診斷數(shù)據(jù),提高診斷效率。
利用 NB-IOT 技術將數(shù)控銑床定位誤差診斷功能連接后臺,顯示數(shù)控銑床定位誤差信息。通過計算每臺數(shù)控銑床的映射值,可以得到機床定位誤差在 0~1.0 之間的診斷結(jié)果。設數(shù)控銑床定位誤差診斷結(jié)果為 Q:
式中 E———電流極值φ———診斷影響因素個數(shù)K———離散型數(shù)控銑床定位誤差診斷信號的有效值A———電流的流經(jīng)強度α———數(shù)據(jù)在終端的顯示映射值通過對數(shù)控銑床定位誤差診斷數(shù)據(jù)的實時傳輸,實現(xiàn)對終端數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)信息的顯示,完成對數(shù)控銑床定位誤差的診斷。
2 、數(shù)控銑床定位誤差維修
2.1 添加振動信號
Gaussian 白噪聲針對數(shù)控銑床定位誤差問題,通過改進數(shù)控銑床定位固有頻率,增加振動信號 Gaussian 白噪聲以抑制振動,實現(xiàn)對數(shù)控銑床定位誤差的維修。
該方法首先利用數(shù)控銑床的信息輸入功能,根據(jù)振動信號頻率由低到高的順序,得到定位誤差診斷信號自適應函數(shù);將原數(shù)控銑床的定位誤差診斷信號加入 Gaussian白噪聲 yi(i=1,2,……,n),將固有數(shù)控銑床定位誤差診斷信號
自適應函數(shù) IMF 設為:
式中 n———Gaussian 白噪聲的信噪比在此基礎上,根據(jù)自適應函數(shù)的噪聲水平以及置信區(qū)間,根據(jù)數(shù)控銑床定位誤差信號的自適應降噪率 γ 進行降噪,則有:
式中 m———數(shù)控銑床定位誤差值至此達到消除數(shù)控銑床定位誤差的目的。
2.2 導軌貼塑
完成振動信號 Gaussian 白噪聲添加后,在數(shù)控銑床定位誤差維修過程中,導軌貼塑工作屬于其中的關鍵操作步驟。
在制造和維修數(shù)控銑床過程中,大多數(shù)的工作行為是基于銑床導軌制造過程實施的,采用對導軌貼塑的方式,提高機床整體外部的抗磨性能,以此避免數(shù)控銑床在運行中出現(xiàn)爬行問題。貼塑質(zhì)量會直接影響到數(shù)控銑床的導軌穩(wěn)定運行,因此在導軌貼塑過程中,需要重視以下問題:
①在貼塑過程中,應重點關注數(shù)控銑床導軌表面的粗糙度,將其控制在一定范圍內(nèi),以確保貼塑質(zhì)量;②注意貼塑時的環(huán)境溫度,當在室溫條件下時(≤25.0 ℃),貼塑膠體的粘性呈上升趨勢,膠體無法滲透到紋理中,影響貼塑整體的貼合效果;③完成貼塑后,采用均勻施壓的方式使附著在數(shù)控銑床表層的膠體與導軌自然貼合,確保膠體完全固化后,完成對導軌貼塑的處理。
遵循以上注意事項與操作行為,完成導軌貼塑工作,實現(xiàn)對數(shù)控銑床定位誤差的維修。
3 、結(jié)束語
從數(shù)控銑床定位誤差診斷及維修兩方面入手,證明了診斷及維修方法在實際數(shù)控銑床定位誤差消除應用中的適用性,證明此次研究的必要性,以解決傳統(tǒng)數(shù)控銑床定位中存在的誤差缺陷。但未通過實例分析進一步證明本研究在實際應用中的有效性,在未來針對此方面的研究中將加以補足。