礦山機械數控機床誤差補償方法研究

鄒山梅

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

礦山數控機床是集中電、機、氣、液于一體的可進行維修的系統，導致礦山數控機床系統出現誤差有多種原因。隨著科學水平的不斷提高，礦山機械數控機床對誤差補償精準度的要求也隨之提高。

礦山機械數控機床在誤差補償方面必須結合先進的科學技術[1]。

一切誤差補償方法都會隨著計算機應用技術的飛速發展而不斷進行完善。提高礦山機械數控機床關鍵零件加工質量以及加工精度是減少礦山機械數控機床誤差的主要手段，換句話說提高礦山機械數控機床關鍵零件加工質量以及加工精度能夠在極大程度上對礦山機械數控機床誤差進行有效補償。

當礦山數控機床運行出現誤差，可對相關零部件進行維修或進行更換，而數控機床可靠性評估主要涉及的是少樣本數據，因此，經過此次研究發現采用貝葉斯方法進行礦山機械數控機床誤差分析優于其他常見的實驗方法，同時適用于類似少量數據樣本的可靠性分析，具有一定的參考價值。

1 礦山機械數控機床誤差補償方法研究

考慮到礦山機械數控機床誤差是影響礦山機械數控機床加工零件質量最為關鍵的因素，對礦山機械數控機床的誤差進行最有效的補償必將成為日后礦山機械數控機床發展的主要方向[2]。

在礦山機械數控機床誤差補償方法研究中，首先，確定數控機床誤差源因子，再建立貝葉斯誤差補償模型，通過貝葉斯模型補償礦山機械數控機床誤差。

1.1 確定數控機床誤差源因子

礦山機械數控機床誤差補償方法的本質意義在于，通過對數控機床的有效測量和誤差測試，確定數控機床誤差源因子，并判斷誤差源因子與數控機床誤差的相關性。礦山機械數控機床的誤差源主要包括兩種，分別為熱誤差和幾何誤差[3]。

熱誤差的引發原因主要是因為礦山機械數控機床在進行加工時所產生的熱量，由于溫度過高，引發礦山機械數控機床加工零件的變形。幾何誤差指的則是機械數控機床加工零件由于結構設計所造成的誤差。因此，數控機床誤差源因子指的就是礦山機械數控機床關鍵零件的溫度值和位移程度。

1.2 建立貝葉斯誤差補償模型

在進行礦山機械數控機床誤差補償的貝葉斯網絡模型的構建時，首先需要根據礦山機械數控機床的類型選擇最匹配的貝葉斯網絡。其次，通過輸入礦山機械數控機床關鍵零件的溫度值和位移程度等誤差數據讓貝葉斯誤差補償模型在計算中進行誤差數據的學習和填充。最后，建立完整度貝葉斯誤差補償模型，從而進行礦山機械數控機床的誤差預測[4]。貝葉斯誤差補償模型以其誤差預測過程清晰，學習速度快等優點成為礦山機械數控機床誤差補償模型中最適用的一種。貝葉斯是一種分類方法，其假設一個屬性對給定類的影響獨立于其它屬性，即特征獨立性，當假設成立時，比較其它算法，貝葉斯分類器的分類效果更精確。貝葉斯誤差補償模型在本質上與神經網絡模型功能相近，貝葉斯誤差補償模型在誤差補償數據的不斷計算中能夠通過自身的學習能力變得更加智能化。

與此同時，貝葉斯誤差補償模型可以將先進的科學知識和誤差樣本數據相結合，提高礦山機械數控機床誤差補償的精度。貝葉斯誤差補償模型以其獨有的優勢，在極大程度上避免了礦山機械數控機床誤差補償計算中出現極小值的問題。

1.3 貝葉斯模型補償礦山機械數控機床誤差

貝葉斯誤差補償模型對數控機床誤差分析因結合先驗信息，所得的驗證結果優于傳統誤差補償模型驗證。

根據貝葉斯誤差補償模型所提出的礦山機械數控機床誤差補償方法，首先需要在加工過程中監控礦山機械數控機床關鍵零件的溫度值和位移程度[5]。

在此基礎上，將搜集、監測到的礦山機械數控機床誤差數據合并再進行計算，從而獲取礦山機械數控機床關鍵零件的溫度值和位移程度誤差，使分析結果更接近于真實情況。建立溫度值和位移程度之間的數學關系模型，根據溫度值和位移程度進行對礦山機械數控機床誤差精準補償。

2 仿真實驗

2.1 實驗準備

通過仿真實驗驗證礦山機械數控機床誤差補償方法的可行性，選取誤差在0.1ns的兩個刀庫。為避免外界因素對實驗結果的干擾，將所有參數設為初始值，實驗次數設為7次。

首先采用提出的礦山機械數控機床誤差補償方法進行誤差補償，再使用傳統的誤差補償方法重復以上操作。傳統的誤差補償方法為對照組，礦山數控機床誤差補償方法為實驗組，比較兩種方法下的誤差補償率。

2.2 實驗結果分析與結論

根據上述的設計的實驗，實驗結果如下圖所示。

圖1 誤差補償率對比圖

通過圖1可得出如下的結論，設計的礦山機械數控機床誤差補償方法的誤差補償率相較于實驗對照組具有明顯的提高。因此得出以下結論，設計的礦山機械數控機床誤差補償方法可以提高誤差補償率，實現對礦山機械數控機床誤差的精準補償。

3 結束語

由于礦山機械數控機床在工作過程中以及自身結構設計經常會產生誤差，因此對于礦山機械數控機床誤差補償方法的研究是極具現實意義的。

通過貝葉斯誤差補償模型，確定礦山機械數控機床關鍵零件的溫度值和位移程度，從而對礦山機械數控機床誤差進行精準補償，減少對誤差分析的不確定性。綜上所述，有理由相信礦山機械數控機床誤差補償方法是針對礦山機械數控機床進行保護的最實用和最可靠的方法。針對礦山機械數控機床誤差補償方法進行研究，致力于為礦山機械數控機床質量的提高提供學術指導。