[发明专利]一种数控机床热致定位误差关键温度测点选择方法

权利要求书

1.一种数控机床热致定位误差关键温度测点选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过实验测量获取进给系统热误差及温度场数值；

S2：利用步骤S1中已测得的进给系统热误差及温度场数值，提取具备最大相关性、最小冗余性和最大交互性的参数作为关键参数，建立评价函数J(T_i)；

S3：在评价函数J(T_i)的基础上，应用特征选择方法提取出关键温度测点；

步骤S1包括以下子步骤：

S101：在进给系统温度场测量时，利用红外热像仪测量移动部件表面温度场分布，确定温度场的分布区域中关键区域；

S102：利用专用的温度-热变形同步测量系统测量，测量关键测点以及由于结构遮挡不易被热像仪扫描的主轴测点以及环境温度测点；

S103：利用激光干涉仪和温度-热变形同步测量系统测量进给系统热误差，即测量进给轴位置相关的定位误差和关键区域的不同测点温度值；

步骤S2包括以下子步骤：

S201：依据进给轴关键温度区域测点温度数值，建立温度分布区间[T_min,T_max]，热误差数值分布区间[P_min,P_max]；对温度分布区间和热误差分布区间进行等间隔划分，即分别产生N和M个等分子区域；计算T_i(i＝1,2,…,n)与P_j(_j＝1,2,…,m)在各子区间的样本数，确定p(T_i)(i＝1,2,…,N)与p(P_j)(_j＝1,2,…,M)的概率；

S202：计算温度Ti与Pj的互信息；

S203：计算当前位置测点温度T_i与候选关键温度测点子集S之间的相关性；

S204：计算候选温度测点与当前温度测点之间的交互因子Iw(T_j；T_i)；

S205：通过综合考虑三种关联关系来提取具备最大相关性、最小冗余性和最大交互性的参数作为关键参数，选择标准：

J(T_i)是评价函数，通过上述综合选择，可确定J(T_i)取得最大值及其对应的Ti；α和β是两个非负的参数，γ＝1-α-β，三项系数的取值范围为[0,1]。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床热致定位误差关键温度测点选择方法，其特征在于，步骤S3包括以下子步骤：

S301：对冗余性权重系数和交互性权重系数进行初始化，即α＝0，确定候选测点子集；

S302：初始化权重系数β＝0；

S303：计算全部测点的评价函数系数J(T_i)，全部测点温度与位置误差的互信息I(T_i；P_j)，对全部测点参数依据其评价函数系数J(T_i)值从高到低排序；

S304：对关键温度测点子集的计数变量值i初始化，同时对关键温度测点子集进行初始化；

S305：计算关键参数子集中参数i与热误差数值的互信息，且i＝i+1；

S306：当符合子集检验标准时，进入下一步，反之返回上一步骤；

S307：保存选择后的关键测点子集中的全部参数，权重系数自增：β＝β+0.1；

S308：若α+β＞1，返回步骤S303，否则若α≤1，则实现权重系数自增即α＝α+0.1，然后返回步骤S302；

S309：依据测点参数的评价函数系数值，评价函数系数的增益比对应的温度作为典型变量，即为所求的关键测点；

S310：Y轴和Z轴方向关键温度测点的选择方法与上述X轴相同。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床热致定位误差关键温度测点选择方法，其特征在于，在步骤S306中的子集检验标准为：在关键测点位置选择过程中，建立关键子集评价方法的用于检测关键子集内的候选参数是否满足选择要求，依据关键测点温度值与热致定位误差的互信息值和全部测点温度与热致定位误差的互信息值之比ξ，作为子集检验标准来判断关键参数的过滤的终止；