[发明专利]磨床砂轮主轴热误差测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨床砂轮主轴误差测量方法，尤其是一种砂轮主 轴径向两个方向的热变形以及倾角误差的测量方法。

背景技术

在精密机床的切削加工中，热源对加工精度的影响极大，提高工 件的加工精度必须对机床的热变形作定量研究，并在加工过程中作合 理控制与补偿。机床主轴是一种高速运动部件，也是机床的主要热源 之一，是机床产生热变形的主要因素，极大地影响着机床的加工精度。 根据ISO230-3机床热效应的评定方法，对机床主轴的热变形测量采 用五点法，即在主轴径向垂直方向各安装两个传感器，测量主轴径向 两个方向的热变形以及倾角误差，并在轴向方向安装一个传感器，测 量其轴向变形量。

上述测量方法还不能实现测量砂轮主轴径向两个方向的热变形 误差同时测量倾角误差。

本发明针对磨床砂轮主轴的特点，发明了一种磨床砂轮主轴径向 热变形的测量方法。砂轮主轴轴向变形的测量与一般测量方法相同， 以下不再叙述。本发明主要涉及砂轮主轴径向两个方向的热变形以及 倾角误差的测量方法。

发明内容

本发明是要提供一种磨床砂轮主轴热误差测量方法，该方法能实 现测量砂轮主轴径向两个方向的热变形误差同时测量倾角误差，解决 磨床砂轮主轴热误差测量与补偿问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种磨床砂轮主轴热误 差测量方法，具体步骤如下：

1.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、Y方 向沿Z轴分别安装两个位移传感器，其中第一，第三传感器位于同一 平面上，第二，第四传感器位于同一平面上；

2.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，非接触第一传感器的测量 值为S：{s₁，s₂，…，s_n}，取第一传感器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；

3.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，保证读数中包括初始 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作为第一传感器的热变形测量值；

4.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：