矿山机械数控机床误差补偿方法研究

邹山梅

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

矿山数控机床是集中电、机、气、液于一体的可进行维修的系统，导致矿山数控机床系统出现误差有多种原因。随着科学水平的不断提高，矿山机械数控机床对误差补偿精准度的要求也随之提高。

矿山机械数控机床在误差补偿方面必须结合先进的科学技术[1]。

一切误差补偿方法都会随着计算机应用技术的飞速发展而不断进行完善。提高矿山机械数控机床关键零件加工质量以及加工精度是减少矿山机械数控机床误差的主要手段，换句话说提高矿山机械数控机床关键零件加工质量以及加工精度能够在极大程度上对矿山机械数控机床误差进行有效补偿。

当矿山数控机床运行出现误差，可对相关零部件进行维修或进行更换，而数控机床可靠性评估主要涉及的是少样本数据，因此，经过此次研究发现采用贝叶斯方法进行矿山机械数控机床误差分析优于其他常见的实验方法，同时适用于类似少量数据样本的可靠性分析，具有一定的参考价值。

1 矿山机械数控机床误差补偿方法研究

考虑到矿山机械数控机床误差是影响矿山机械数控机床加工零件质量最为关键的因素，对矿山机械数控机床的误差进行最有效的补偿必将成为日后矿山机械数控机床发展的主要方向[2]。

在矿山机械数控机床误差补偿方法研究中，首先，确定数控机床误差源因子，再建立贝叶斯误差补偿模型，通过贝叶斯模型补偿矿山机械数控机床误差。

1.1 确定数控机床误差源因子

矿山机械数控机床误差补偿方法的本质意义在于，通过对数控机床的有效测量和误差测试，确定数控机床误差源因子，并判断误差源因子与数控机床误差的相关性。矿山机械数控机床的误差源主要包括两种，分别为热误差和几何误差[3]。

热误差的引发原因主要是因为矿山机械数控机床在进行加工时所产生的热量，由于温度过高，引发矿山机械数控机床加工零件的变形。几何误差指的则是机械数控机床加工零件由于结构设计所造成的误差。因此，数控机床误差源因子指的就是矿山机械数控机床关键零件的温度值和位移程度。

1.2 建立贝叶斯误差补偿模型

在进行矿山机械数控机床误差补偿的贝叶斯网络模型的构建时，首先需要根据矿山机械数控机床的类型选择最匹配的贝叶斯网络。其次，通过输入矿山机械数控机床关键零件的温度值和位移程度等误差数据让贝叶斯误差补偿模型在计算中进行误差数据的学习和填充。最后，建立完整度贝叶斯误差补偿模型，从而进行矿山机械数控机床的误差预测[4]。贝叶斯误差补偿模型以其误差预测过程清晰，学习速度快等优点成为矿山机械数控机床误差补偿模型中最适用的一种。贝叶斯是一种分类方法，其假设一个属性对给定类的影响独立于其它属性，即特征独立性，当假设成立时，比较其它算法，贝叶斯分类器的分类效果更精确。贝叶斯误差补偿模型在本质上与神经网络模型功能相近，贝叶斯误差补偿模型在误差补偿数据的不断计算中能够通过自身的学习能力变得更加智能化。

与此同时，贝叶斯误差补偿模型可以将先进的科学知识和误差样本数据相结合，提高矿山机械数控机床误差补偿的精度。贝叶斯误差补偿模型以其独有的优势，在极大程度上避免了矿山机械数控机床误差补偿计算中出现极小值的问题。

1.3 贝叶斯模型补偿矿山机械数控机床误差

贝叶斯误差补偿模型对数控机床误差分析因结合先验信息，所得的验证结果优于传统误差补偿模型验证。

根据贝叶斯误差补偿模型所提出的矿山机械数控机床误差补偿方法，首先需要在加工过程中监控矿山机械数控机床关键零件的温度值和位移程度[5]。

在此基础上，将搜集、监测到的矿山机械数控机床误差数据合并再进行计算，从而获取矿山机械数控机床关键零件的温度值和位移程度误差，使分析结果更接近于真实情况。建立温度值和位移程度之间的数学关系模型，根据温度值和位移程度进行对矿山机械数控机床误差精准补偿。

2 仿真实验

2.1 实验准备

通过仿真实验验证矿山机械数控机床误差补偿方法的可行性，选取误差在0.1ns的两个刀库。为避免外界因素对实验结果的干扰，将所有参数设为初始值，实验次数设为7次。

首先采用提出的矿山机械数控机床误差补偿方法进行误差补偿，再使用传统的误差补偿方法重复以上操作。传统的误差补偿方法为对照组，矿山数控机床误差补偿方法为实验组，比较两种方法下的误差补偿率。

2.2 实验结果分析与结论

根据上述的设计的实验，实验结果如下图所示。

图1 误差补偿率对比图

通过图1可得出如下的结论，设计的矿山机械数控机床误差补偿方法的误差补偿率相较于实验对照组具有明显的提高。因此得出以下结论，设计的矿山机械数控机床误差补偿方法可以提高误差补偿率，实现对矿山机械数控机床误差的精准补偿。

3 结束语

由于矿山机械数控机床在工作过程中以及自身结构设计经常会产生误差，因此对于矿山机械数控机床误差补偿方法的研究是极具现实意义的。

通过贝叶斯误差补偿模型，确定矿山机械数控机床关键零件的温度值和位移程度，从而对矿山机械数控机床误差进行精准补偿，减少对误差分析的不确定性。综上所述，有理由相信矿山机械数控机床误差补偿方法是针对矿山机械数控机床进行保护的最实用和最可靠的方法。针对矿山机械数控机床误差补偿方法进行研究，致力于为矿山机械数控机床质量的提高提供学术指导。