[发明专利]磨床砂轮主轴热误差测量方法

权利要求书

1.一种磨床砂轮主轴热误差测量方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：

(一)设置非接触式位移传感器

为了测量主轴径向两个方向的热变形以及倾角误差，在X方向沿Z轴分别安装第三、四位移传感器，在Y方向沿Z轴分别安装第一、二位移传感器，其中第一，第三传感器(1、3)位于同一平面上，第二，第四传感器(2、4)位于同一平面上；

(二)确定上述任一个传感器与砂轮主轴相对位置的依据

设磨床的砂轮主轴以测量速度回转时，非接触第一传感器(1)的测量值为S：{s₁，s₂，…，s_n}，取第一传感器(1)与砂轮主轴相对固定位置处的M个初始的测量值S₁：{s₁，s₂，…，s_M}作为判别砂轮主轴与传感器相对位置的依据；

(三)测量主轴的热变形量

当砂轮主轴高速运转，测量其热变形量时，控制主轴至测量速度转动，并读取主轴回转360°以上的测量值，读数中包括初始测量值位置的读数，当M个测量值S₂：{s_i+1，s_i+2，…，s_i+M}与M个初始的测量值S₁：{s₁，s₂，…，s_M}相同时，s_i+1为第一传感器(1)与砂轮主轴相对固定位置处的测量值，将测量值s_i+1作为第一传感器(1)的热变形测量值；

(四)修正砂轮主轴热变形与随机测量误差

根据信息论中度量两随机变量差异性信息的距离测度D(S₁，S₂)，来判别传感器与砂轮主轴的相对位置： 

设S₁与S₂的联合熵为H(S₁S₂)，交互信息量为I(S₁；S₂)，信息距离测度定义为：

D(S₁，S₂)＝H(S₁S₂)-I(S₁；S₂)                        (1)

根据信息论中联合熵H(S₁S₂)与交互信息量I(S₁；S₂)的定义为：

当S₁与S₂相同时，D(S₁，S₂)＝0，找到minD(S₁，S₂)的位置，此时，将测量值s_i+1作为第一传感器（1）读取测量值s₁时的位置；在上述第三步骤中：

设第一至第四传感器(1、2、3、4)的读数分别为δ₁(i)、δ₂(i)、δ₃(i)、δ₄(i)，i＝1，2，…，N，为测量序号，设测量开始时主轴热变形为0，第i次测量X方向第三，第四传感器（3、4）位置处的热变形量分别为：

δ_X3＝δ₃(i)-δ₃(1)    δ_X4＝δ₄(i)-δ₄(1)          (1)

第i次测量Y方向第一，第二传感器(1、2)位置处的热变形量分别为：

δX1＝δ₁(i)-δ₁(1)    δ_X2＝δ₂(i)-δ₂(1)          (2)

第i次测量X方向的倾角误差：

Δθ_X＝arctan([(δ₄(i)-δ₄(1))-(δ₃(i)-δ₃(1))]/D)  (3)

第i次测量Y方向的倾角误差：

Δθ_Y＝arctan([(δ₂(i)-δ₂(1))-(δ₁(i)-δ₁(1))]/D)  (4)

式中，δ₁(1)、δ₂(1)、δ₃(1)、δ₄(1)分别为第一至第四传感器(1、2、3、4)的初始位移测量值，D为第一与第二传感器(1、2)间的距离，且与第三，第四传感器(3、4)间的距离相等。