[發(fā)明專利]一種機床的熱誤差測量系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109623490A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 馬馳;龍譚;劉佳蘭;王時龍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

本發(fā)明公開了一種機床的熱誤差測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括至少一個位移傳感器、位移信號調理模塊、數(shù)據(jù)采集控制器、主控計算機和至少一個主溫度傳感器；所述至少一個位移傳感器采集的位移信號經所述位移信號調理模塊處理后傳輸至所述數(shù)據(jù)采集控制器；所述數(shù)據(jù)采集控制器的輸出信號被傳輸至所述主控計算機；所述至少一個主溫度傳感器采集的溫度信號經所述數(shù)據(jù)采集控制器傳輸至所述主控制計算機。本發(fā)明可以測量滾刀沿Z軸進給過程中，滾刀架與工件之間的X向和Y向熱誤差，為研究滾齒機的熱誤差變化規(guī)律提供了更為直接、準確、豐富的試驗數(shù)據(jù)。

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)控機床領域，具體涉及一種機床的熱誤差測量系統(tǒng)及方法。

背景技術

國產數(shù)控齒輪機床在精度方面與國外先進產品存在較大的差距，而熱誤差是數(shù)控機床精度損失的核心要素，直接影響著工件齒輪的齒向精度。齒輪機床熱誤差的研究及工程應用的基礎是，準確測量溫度梯度分布以及熱變形變化規(guī)律。數(shù)控齒輪機床熱誤差體現(xiàn)在滾刀架和工作臺兩大核心末端，而現(xiàn)有相似三角形法只能得到滾刀所在大立柱變形，無法測量滾刀與工作臺之間熱誤差。

發(fā)明內容

有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種機床的熱誤差測量系統(tǒng)及方法。

為實現(xiàn)上述目的及其他目的，本發(fā)明提供一種機床的熱誤差測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括至少一個位移傳感器1、位移信號調理模塊2、數(shù)據(jù)采集控制器4、主控計算機6和至少一個主溫度傳感器10；

所述至少一個位移傳感器采集的位移信號經所述位移信號調理模塊處理后傳輸至所述數(shù)據(jù)采集控制器；所述數(shù)據(jù)采集控制器的輸出信號被傳輸至所述主控計算機；

所述至少一個主溫度傳感器采集的溫度信號經所述數(shù)據(jù)采集控制器傳輸至所述主控制計算機。

可選地，所述數(shù)據(jù)采集控制器包括溫度信號采集模塊7和電壓采集模塊3，所述溫度信號采集模塊與所述至少一個主溫度傳感器連接；所述模擬電壓采集模塊與所述位移信號調理模塊電連接。

可選地，該測量系統(tǒng)還包括至少一個輔助溫度傳感器9，與所述溫度信號采集模塊電連接，所述溫度信號采集模塊采集的數(shù)據(jù)被傳輸至所述主控計算機。

可選地，所述溫度信號采集模塊的輸出信號與所述模擬電壓采集模塊的輸出信號經網關5傳輸至所述主控計算機。

可選地，所述溫度信號采集模塊采用3線RTD模式和24位模數(shù)轉換器；所述電壓采集模塊采用16位模數(shù)轉換器，8通道同步采集。

為實現(xiàn)上述目的及其他目的，本發(fā)明還提供一種機床的熱誤差測量方法，該方法為：

以工作臺軸向為Z軸方向，滾刀前進或后退的方向為Y軸方向，同時垂直于Y軸方向和Z軸方向的方向為X軸；

在XZ平面徑向和YZ平面徑向各布置1個電渦流位移傳感器，用于獲取滾刀與工作臺之間的熱誤差；

在在XZ平面徑向方向等距設置2個電渦流位移傳感器，在YZ平面徑向方向等距布置2個電渦流位移傳感器，用于獲取機床工作臺的熱誤差。

可選地，所述主控計算機實時獲取Z軸位置，結合電渦流測得的熱誤差描述滾刀與工作臺之間的熱誤差沿Z軸的分布。

可選地，所述溫度傳感器設置在滾刀軸電機外殼、滾刀軸軸承、冷卻液進/出水管、機床大立柱、工作臺電機外殼、工作臺側面、床身熱敏感部件處以及工作臺臺面、工件夾具隨工作臺旋轉的位置、環(huán)境溫度、測量測點溫度。

由于采用了上述技術方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：