[发明专利]数控机床主轴旋转热误差测量数据精度的提升方法

权利要求书

1.一种数控机床主轴旋转热误差测量数据精度的提升方法，其特征在于：其方法具体包括以下步骤：

（1）、针对数控机床主轴检验棒，在通过检验棒圆心位置的X和Y向同一圆截面方向上安置两个精密位移传感器（接触或非接触式），用于测量传感器距离通过检验棒圆心位置的X和Y向的检验棒上点的位移变化；在机床主轴发生热变形前，检验棒半径为R，检验棒圆心坐标O（0,0），测量检验棒X向点坐标A（x₀,0）（x₀=R）和Y向点坐标B（0,y₀）（y₀=R），如图1所示；

（2）、数控机床主轴热变形后，第一次进行热变形数据采样，由于主轴检验棒发生了偏移等热变形，主轴检验棒圆心由原来的O点移动到O’（x’, y’）点位置，此时通过检验棒圆心位置的X和Y向的检验棒上点已变动到A1和B1处，如图1所示；而两个精密位移传感器测量检验棒X向和Y向点坐标分别为A’（x₁,0）和B’（0,y₁），此时A’和B’并非为通过检验棒圆心位置的X和Y向的检验棒上点；因检验棒半径为R，根据公式：

                      （1）

由公式（1）解得（x’, y’）有两组解：

                （2）

                 （3）

由于检验棒圆心的偏移量是微米级，相对初始圆心O（0,0）的改变也属于微米级，故选择公式（3）作为检验棒偏移后的圆心坐标O’（x’, y’）；

确定出检验棒圆心坐标O’（x’, y’）后，反算出通过检验棒圆心位置的X和Y向的检验棒上点坐标为A1（x_A1,y_A1）和B1（x_B1,y_B1）；式中：

             （4）

          （5）

（3）、主轴热变形计算按照以下公式计算：

X向热变形为：△x₁=x_A1-x₀（x₀=R）；

Y向热变形为：△y₁= y_B1-y₀（y₀=R）；

即：

           （6）

（4）、依此类推，当第N次进行热变形数据采样时，两个精密位移传感器测量检验棒X向和Y向点坐标分别为A^N（x_N,0）和B^N（0,y_N），根据公式（3）确定出检验棒圆心坐标为O^N（x^N, y^N）；

根据公式（4）、（5）反算出通过检验棒圆心位置的X和Y向的检验棒上点坐标为AN（x_AN, y_AN）和BN（x_BN, y_BN）；

根据步骤（3）计算：

X向热变形为：△x_N=x_AN-x₀（x₀=R）；

Y向热变形为：△y_N= y_BN-y₀（y₀=R）；

即：

         （7）。