[发明专利]一种数控机床回转工作台误差测量与分离的方法

说明书

技术领域

本发明属于工程测试技术领域，具体涉及一种数控机床回转工作台误差测量与分离的方法。

背景技术

回转工作台是数控机床的关键运动部件，大量用于大型、复合数控机床，回转工作台的运动精度直接影响产品的加工质量。工作台的回转精度是机床几何精度的构成之一，也是影响机械加工中成形运动精度的一个重要因素，它对零件加工表面的几何形状精度、位置精度和表面粗糙度都有影响。目前尚无直接测量数控机床工作台回转误差的便捷技术和解耦回转工作台运动误差的数学模型。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提出一种数控机床回转工作台运动误差测量与分离的方法，该方法采用三只电涡流传感器和一个键相传感器对工作台台面的空间位置信息进行测试，结合误差解耦方法可完成工作台运动的误差测试与误差解耦。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种数控机床回转工作台误差测量与分离的方法，包括以下步骤：

第一步，在工作台面1中心装夹一个半径为工作台面半径1/3、表面粗糙度高于6级精度的金属圆环2作为涡流传感器的测量参照，垂直于金属圆环2环面安装第一电涡流传感器3、第二电涡流传感器4和第三电涡流传感器5，三个电涡流传感器不在同一直线上，测量并记三个电涡流传感器的空间坐标按传感器编号分别为(x₁,y₁,z₁¹)、(x₂,y₂,z₂¹)和(x₃,y₃,z₃¹)，同时，在金属圆环2的外圈布置键相传感器6，并将第一电涡流传感器3、第二电涡流传感器4、第三电涡流传感器5和键相传感器6的输出接入数据采集设备7；

第二步，以工作台面1中心为原点建立空间笛卡尔坐标系X-Y-Z，则工作台在理想工作状态下时的台面为X-Y平面，其平面方程为z＝0，法向量为任意时刻工作台的运动误差用沿Z轴的窜动量d(ω)和实际工作台面与理想工作台面的夹角θ(ω)及其偏摆角θ的方位角α(ω)来描述，其中，α(ω)是正偏摆角水平投影线与X轴的夹角；

第三步，在工作台转速为10r/min时测试第一电涡流传感器3、第二电涡流传感器4、第三电涡流传感器5输出的时域信号分别记为和并将其作为由金属圆环2表面误差导致的测量误差；在工作台转速为待测转速时测试第一电涡流传感器3、第二电涡流传感器4、第三电涡流传感器5输出的时域信号分别记为s₁(t)、s₂(t)和s₃(t)；

第四步，将第三步所得到的等时间间隔的时域信号s₁(t)、s₂(t)和s₃(t)转化为等角度间隔的角域信号和则由工作台实际运动误差所导致的工作台面1与三只电涡流传感器的距离波动信号为；