[发明专利]数控机床热特征监控测点的布置方法

权利要求书

1.一种数控机床热特征监控测点的布置方法，包括以下步骤：

1)在数控机床本体上选取用于检测温度变化的测点，按频率采集测点上的温度，得到不同时间下测点的温度值，将所述的温度值按时间先后组合形成测点的温度变化序列X，在采集测点上的温度的同时，按照所述的频率采集不同时间下刀尖位置相对于工件的变形量，将所述的变形量按时间先后组合形成刀尖位置相对于工件的变形量序列Δ；

2)根据步骤1)中测点的温度变化序列X进行温度相关性系数计算后将测点分成各个组；

3)根据步骤1)中测点的温度变化序列X和刀尖位置相对于工件的变形量序列Δ对步骤2)中各个组中的各个测点进行热敏感度计算，经过比较筛选后将每组中的最大热敏感度的测点选出，组成选择组；

4)若数控机床热特征监控测点布置个数与选择组中的测点个数相等，则选择组中的所有测点即作为数控机床热特征监控测点，若数控机床热特征监控测点布置个数小于选择组中的测点个数，从选择组中按测点的热敏感度由大到小的顺序选择与布置个数相等数量的测点，选择的测点即作为数控机床热特征监控测点。

2.根据权利要求1中所述的数控机床热特征监控测点的布置方法，其特征在于，所述的用于检测温度变化的测点分布在床身、主轴外套和丝杠轴承套处。

3.根据权利要求1或2中所述的数控机床热特征监控测点的布置方法，其特征在于，所述的用于检测温度变化的测点的个数大于或等于10个。

4.根据权利要求1中所述的数控机床热特征监控测点的布置方法，其特征在于，所述的测点上的温度采用温度传感器进行检测；

所述的刀尖位置相对于工件的变形量采用位移传感器进行检测。

5.根据权利要求1或4中所述的数控机床热特征监控测点的布置方法，其特征在于，所述的刀尖位置相对于工件的变形量为刀尖位置相对于工件Z轴方向的变形量。

6.根据权利要求1中所述的数控机床热特征监控测点的布置方法，其特征在于，所述的频率为固定频率。

7.根据权利要求1中所述的数控机床热特征监控测点的布置方法，其特征在于，所述的步骤2)包括以下步骤：

(a)在测点中任取一个测点，记作第i个测点，以第i个测点为基准，按频率共采集N次，则第i个测点的温度变化序列X表示为X_i＝{x_i1，x_i2，…x_iN}，将除第i个测点以外的测点与第i个测点进行温度相关性系数计算，若除第i个测点以外的测点为第k个测点，第k个测点的温度变化序列X表示为X_k＝{x_k1，x_k2，…x_kN}，计算第i个测点和第k个测点之间的温度相关性系数，温度变化序列X_i＝{x_i1，x_i2，…x_iN}中的最大值为x_imax，温度变化序列X_k＝{x_k1，x_k2，…x_kN}中的最大值为x_kmax；

(b)第i个测点和第k个测点之间的温度相关性系数采用公式进行计算，其中，得到C_ik的值；

(c)C_ik≥0.7，表示这两个测点有明显相关性，将第k个测点与第i个测点放在一组，C_ik＜0.7表示这两个测点没有明显相关性，不将第k个测点与第i个测点放在一组，然后对除第k个测点和第i个测点以外的其他测点与第i个测点进行温度相关性系数计算，得到由与第i个测点温度相关性系数≥0.7的测点及第i个测点组成的一个组，未能成功分组的测点组成剩余组；

(d)从步骤(c)的剩余组中任取一个点为基准，重复步骤(a)、(b)和(c)，再得到一个新的组，直到所有的测点进行完分组。

8.根据权利要求1中所述的数控机床热特征监控测点的布置方法，其特征在于，步骤3)中，所述的热敏感度计算，包括以下步骤：

(e)在测点中任取一个测点，记作第h个测点，按频率共采集N次，则第h个测点的温度变化序列X表示为X_h＝{x_h1，x_h2，…x_hN}，刀尖位置相对于工件的变形量序列Δ表示Δ＝{δ₁，δ₂，…δ_N}，温度变化序列X_h＝{x_h1，x_h2，…x_hN}中的最大值为x_hmax，刀尖位置相对于工件的变形量序列Δ＝{δ₁，δ₂，…δ_N}中的最大值为δ_max；

(f)第h个测点的热敏感度定义为经计算后得到第h个测点的热敏感度；

(g)重复步骤(e)和(f)，对除第h个测点以外的其他测点进行热敏感度计算。