| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 课题来源 | 第9页 |
| 1.2 机床热补偿的研究背景、意义 | 第9-11页 |
| 1.3 热误差国内外研究现状 | 第11-13页 |
| 1.4 课题研究主要内容 | 第13页 |
| 1.5 本章小结 | 第13-15页 |
| 2 数控机床热误差有限元分析 | 第15-27页 |
| 2.1 ANSYS热分析基础理论 | 第15-16页 |
| 2.2 ANSYS用于数控机床关键构件分析 | 第16-22页 |
| 2.2.1 G-200钻铆机机械机构分析 | 第16-18页 |
| 2.2.2 G-200导轨有限元模型及热分析 | 第18-20页 |
| 2.2.3 G-200滚珠丝杠传动系统有限元模型及热分析 | 第20-22页 |
| 2.3 G-200钻床热膨胀模式研究 | 第22-23页 |
| 2.4 G-200钻铆机关键测温点的确定 | 第23-26页 |
| 2.4.1 数控机床热敏感点 | 第23-24页 |
| 2.4.2 温度传感器布置原则及位置确定 | 第24-26页 |
| 2.5 本章小结 | 第26-27页 |
| 3 数控机床热误差的深度神经网络建模 | 第27-61页 |
| 3.1 数控机床神经网络基本理论 | 第27-31页 |
| 3.1.1 深度神经网络 | 第29页 |
| 3.1.2 浅层神经网络BP | 第29-31页 |
| 3.2 数控机床温度数据集特征提取 | 第31-45页 |
| 3.2.1 CNC温度数据DAE特征提取器 | 第31-35页 |
| 3.2.3 CNC温度深度特征提取器的参数优化 | 第35-41页 |
| 3.2.4 温度特征提取器训练过程 | 第41-42页 |
| 3.2.5 G-200钻床特征温度基的形成 | 第42-45页 |
| 3.3 数控机床热误差神经网络优化 | 第45-56页 |
| 3.3.1 数控机床热误差神经网络优缺点分析 | 第45页 |
| 3.3.2 传统数控机床神经网络优化方法优缺点分析 | 第45-48页 |
| 3.3.3 提出混合禁忌搜索PSO算法 | 第48-50页 |
| 3.3.4 提出GPHA混合优化算法 | 第50-56页 |
| 3.4 数控机床神经网络建模 | 第56-59页 |
| 3.5 本章小结 | 第59-61页 |
| 4 CNC实时热补偿系统设计 | 第61-89页 |
| 4.1 系统总体需求分析 | 第61-62页 |
| 4.2 系统总体方案设计 | 第62-63页 |
| 4.3 系统关键部件选型 | 第63-68页 |
| 4.3.1 嵌入式微控制器选型 | 第63-66页 |
| 4.3.2 温度传感器选型 | 第66-67页 |
| 4.3.3 距离传感器选型 | 第67-68页 |
| 4.4 硬件电路设计 | 第68-79页 |
| 4.4.1 热误差系统控制器硬件框架设计 | 第68-70页 |
| 4.4.2 电源模块设计 | 第70-71页 |
| 4.4.3 通信模块设计 | 第71-74页 |
| 4.4.4 温度检测模块设计 | 第74-76页 |
| 4.4.5 信号转换模块设计 | 第76-78页 |
| 4.4.6 抗干扰模块设计 | 第78-79页 |
| 4.5 系统软件设计 | 第79-86页 |
| 4.5.1 软件总体方案设计 | 第79-80页 |
| 4.5.2 嵌入式操作系统选择 | 第80-82页 |
| 4.5.3 软件开发环境 | 第82-83页 |
| 4.5.4 温度提取特征程序嵌入式算法设计 | 第83页 |
| 4.5.5 BP梯度下降算法 | 第83-85页 |
| 4.5.6 SPI通信算法 | 第85-86页 |
| 4.6 本章小结 | 第86-89页 |
| 5 热误差系统实时补偿实验及结果分析 | 第89-105页 |
| 5.1 试验方案设计 | 第89-90页 |
| 5.2 Y轴热补偿实验 | 第90-99页 |
| 5.2.1 Y轴热补偿系统硬件布置 | 第90-93页 |
| 5.2.2 Y轴实验温度数据集、热误差数据集采集及分析 | 第93-94页 |
| 5.2.3 热误差模型组一补偿结果 | 第94-96页 |
| 5.2.4 热误差模型组二补偿结果 | 第96-99页 |
| 5.3 Z轴热补偿实验 | 第99-104页 |
| 5.3.1 Z轴热补偿系统硬件布置 | 第99-101页 |
| 5.3.2 Z轴热补偿结果 | 第101-104页 |
| 5.5 本章小结 | 第104-105页 |
| 6 总结及展望 | 第105-107页 |
| 6.1 课题总结 | 第105-106页 |
| 6.2 课题展望 | 第106-107页 |
| 致谢 | 第107-109页 |
| 参考文献 | 第109-113页 |
| 附录 | 第113-130页 |
| A. 作者在攻读学位期间主持和参与的科研项目 | 第113页 |
| B. 作者攻读学位期间申请的专利 | 第113页 |
| C. Y轴进给 500mm部分测试数据 | 第113-114页 |
| D. Z轴进给 1000mm部分数据 | 第114-115页 |
| E. Z轴进给 1500mm部分数据 | 第115-117页 |
| F. Z轴进给 2000mm部分数据 | 第117-118页 |
| G. 数控机床DAE温度特征识别的matlab程序 | 第118-119页 |
| H. 数控机床DAE结构优化的matlab程序 | 第119-120页 |
| I. 数控机床GPHA优化的BP热误差网络的matlab程序 | 第120-129页 |
| J. 数控机床RBM训练程序 | 第129-130页 |
