[發(fā)明專利]一種考慮環(huán)境溫度的重型機(jī)床熱誤差預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410088166.3
• 申請(qǐng)日: 2014-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN103823991B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌;譚波;毛新勇;毛寬民;任光遠(yuǎn);彭芳瑜;劉紅奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00;G05B19/404
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 李智

1.一種考慮環(huán)境溫度的重型機(jī)床熱變形預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該方法具體為：預(yù)測(cè)機(jī)床內(nèi)部熱源引起的機(jī)床熱變形量ΔL_in，以及預(yù)測(cè)機(jī)床外部熱源引起的機(jī)床熱變形量ΔL_ext，將機(jī)床內(nèi)、外部熱源引起的機(jī)床熱變形量ΔL_in、ΔL_ext疊加得到機(jī)床最終熱變形量；

所述機(jī)床外部熱源引起的機(jī)床熱變形量ΔL_ext按照如下方式預(yù)測(cè)：

實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)機(jī)床所處的環(huán)境溫度t_e(x)，并依據(jù)環(huán)境溫度與機(jī)床表面溫度換熱平衡關(guān)系確定機(jī)床表面溫度t_b(x)，x表示時(shí)間變量；計(jì)算時(shí)刻x1到時(shí)刻x2外部熱源引起的機(jī)床熱變形量ΔL_ext＝αL_X(t_b(x₂)-t_b(x₁))，α為機(jī)床材料熱膨脹系數(shù)，L_X為機(jī)床待測(cè)方向的名義尺寸；

所述機(jī)床內(nèi)部熱源引起的機(jī)床熱變形量ΔL_in按照如下方式預(yù)測(cè)：

首先測(cè)量機(jī)床的綜合熱變形誤差ΔL_X,結(jié)合機(jī)床外部熱源引起的機(jī)床熱變形量ΔL_ext計(jì)算機(jī)床內(nèi)部熱源引起的熱變形誤差ΔL_in′＝ΔL_X+ΔL_ext,將計(jì)算得到的ΔL_in′作為輸出,機(jī)床表面測(cè)點(diǎn)的溫度作為輸入，采用最小二乘回歸法擬合得到機(jī)床內(nèi)部熱源引起的熱變形誤差預(yù)測(cè)公式

ΔLin=Σi=1mkiΔti+C]]>

其中，ΔL_in為機(jī)床內(nèi)部熱源引起的熱變形誤差預(yù)測(cè)值，Δt_i為布點(diǎn)溫度的溫差,k_i和C分別為擬合確定的系數(shù)和常數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型機(jī)床熱變形檢測(cè)方法，其特征在于，

所述機(jī)床所處的環(huán)境溫度t_e(x)的預(yù)測(cè)公式為：

te(x)=A0(1)(x)+Σn=1∞βn(Tmax(x))sin(nω0x+(φ0n+an·A0(1)(x)))n=1,2,3,...]]>

依據(jù)環(huán)境溫度與機(jī)床表面溫度換熱平衡關(guān)系確定機(jī)床表面溫度

其中，

(x)為一個(gè)周期內(nèi)的采樣環(huán)境溫度平均值；

T_max(x)為一個(gè)周期內(nèi)采樣測(cè)量得到的環(huán)境溫度最大值；

β_n為不同頻率成分溫度波對(duì)總的溫度變化的貢獻(xiàn)成分即權(quán)重；

ω₀為基頻；

φ_0n為不同頻率成分溫度波的初始相位；

α_n為不同頻率成分溫度波的相位中，隨季節(jié)溫度變換的相位成分與季節(jié)溫度之間的滯后時(shí)間系數(shù)；

τ_r為時(shí)間常數(shù)；

ω為溫度波的基頻；

為機(jī)床表面溫度響應(yīng)與環(huán)境溫度之間的滯后的各階相位角。