[發明專利]數控機床主軸旋轉熱誤差測量數據精度的提升方法在審
| 申請號： | 201410063872.2 | 申請日： | 2014-02-25 |
| 公開（公告）號： | CN103801987A | 公開（公告）日： | 2014-05-21 |
| 發明（設計）人： | 苗恩銘;龔亞運;黨連春;高增漢;苗繼超;周小帥 | 申請（專利權）人： | 合肥工業大學 |
| 主分類號： | B23Q17/00 | 分類號： | B23Q17/00 |
| 代理公司： | 合肥金安專利事務所 34114 | 代理人： | 金惠貞 |
| 地址： | 230009 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 數控機床 主軸 旋轉 誤差 測量 數據 精度 提升 方法 | ||
1.一種數控機床主軸旋轉熱誤差測量數據精度的提升方法，其特征在于：其方法具體包括以下步驟：
（1）、針對數控機床主軸檢驗棒，在通過檢驗棒圓心位置的X和Y向同一圓截面方向上安置兩個精密位移傳感器（接觸或非接觸式），用于測量傳感器距離通過檢驗棒圓心位置的X和Y向的檢驗棒上點的位移變化；在機床主軸發生熱變形前，檢驗棒半徑為R，檢驗棒圓心坐標O（0,0），測量檢驗棒X向點坐標A（x0,0）（x0=R）和Y向點坐標B（0,y0）（y0=R），如圖1所示；
（2）、數控機床主軸熱變形后，第一次進行熱變形數據采樣，由于主軸檢驗棒發生了偏移等熱變形，主軸檢驗棒圓心由原來的O點移動到O’（x’,?y’）點位置，此時通過檢驗棒圓心位置的X和Y向的檢驗棒上點已變動到A1和B1處，如圖1所示；而兩個精密位移傳感器測量檢驗棒X向和Y向點坐標分別為A’（x1,0）和B’（0,y1），此時A’和B’并非為通過檢驗棒圓心位置的X和Y向的檢驗棒上點；因檢驗棒半徑為R，根據公式：
??????????????????????（1）
由公式（1）解得（x’,?y’）有兩組解：
????????????????（2）
?????????????????（3）
由于檢驗棒圓心的偏移量是微米級，相對初始圓心O（0,0）的改變也屬于微米級，故選擇公式（3）作為檢驗棒偏移后的圓心坐標O’（x’,?y’）；
確定出檢驗棒圓心坐標O’（x’,?y’）后，反算出通過檢驗棒圓心位置的X和Y向的檢驗棒上點坐標為A1（xA1,yA1）和B1（xB1,yB1）；式中：
?????????????（4）
??????????（5）
（3）、主軸熱變形計算按照以下公式計算：
X向熱變形為：△x1=xA1-x0（x0=R）；
Y向熱變形為：△y1=?yB1-y0（y0=R）；
即：
???????????（6）
（4）、依此類推，當第N次進行熱變形數據采樣時，兩個精密位移傳感器測量檢驗棒X向和Y向點坐標分別為AN（xN,0）和BN（0,yN），根據公式（3）確定出檢驗棒圓心坐標為ON（xN,?yN）；
根據公式（4）、（5）反算出通過檢驗棒圓心位置的X和Y向的檢驗棒上點坐標為AN（xAN,?yAN）和BN（xBN,?yBN）；
根據步驟（3）計算：
X向熱變形為：△xN=xAN-x0（x0=R）；
Y向熱變形為：△yN=?yBN-y0（y0=R）；
即：
?????????（7）。
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