Zastosowanie modeli predykcyjnych ANFIS do kompensacji błędów termicznych na obrabiarkach CNC

Błędy termiczne mogą mieć istotny wpływ na dokładność obrabiarek CNC. Błędy te pochodzą od odkształceń termicznych elementów obrabiarki wywołanych przez źródła ciepła w strukturze obrabiarki lub przez zmiany temperatury otoczenia. Wpływ temperatury może być zredukowany poprzez unikanie błędów lub kompensację numeryczną. Wydajność systemu kompensacji błędów termicznych zależy zasadniczo od dokładności i odporności modelu błędów termicznych oraz jego pomiarów wejściowych. W niniejszym artykule dokonano przeglądu różnych metod projektowania modeli błędów termicznych, a następnie skoncentrowano się na zastosowaniu adaptacyjnego systemu wnioskowania neuro-rozmytego (ANFIS) do zaprojektowania dwóch modeli predykcji termicznej: ANFIS poprzez podział przestrzeni danych na prostokątne podprzestrzenie (model ANFIS-Grid) oraz ANFIS poprzez zastosowanie metody klasteryzacji rozmytej c-means (model ANFIS-FCM). Teoria systemów szarych jest wykorzystywana do uzyskania rankingu wpływu wszystkich możliwych czujników temperatury na odpowiedź termiczną konstrukcji maszyny. Wszystkie wagi wpływu czujników temperatury są grupowane w grupy przy użyciu metody grupowania rozmytego c-means (FCM), grupy te są następnie redukowane poprzez analizę korelacji.

Badanie małej frezarki CNC jest wykorzystywane do dostarczenia danych treningowych dla proponowanych modeli, a następnie do dostarczenia niezależnych zestawów danych testowych. Wyniki badań pokazują, że model ANFIS-FCM jest lepszy pod względem dokładności zdolności predykcyjnej z korzyścią dla mniejszej liczby reguł. Wartość rezydualna proponowanego modelu jest mniejsza niż ±4 μm. Ta połączona metodologia może zapewnić lepszą dokładność i odporność systemu kompensacji błędów termicznych.

Dodaj komentarz