[发明专利]机床主轴热误差、圆度误差与回转误差的分离与处理方法

权利要求书

1.一种机床主轴热误差、圆度误差与回转误差的分离与处理方法，其特征在于：四个温度传感器、四个电涡流传感器均匀分布，实现机床主轴温度及位移信号的采集；在某一转速下，设定传感器的采样时间，将获取的位移信号周期截断后作差分处理，得到主轴径向的热位移，再根据温度信号可建立主轴径向热误差的模型，最终分离出热误差δ₁、δ₂、δ₃、δ₄；

具体包括如下步骤：

(1)在主轴径向上，四个温度传感器、四个电涡流传感器沿圆周均匀分布，机床主轴工作在某一转速时，设定传感器的采样时间，实现机床主轴温度及径向位移信号的采集；

(2)对主轴径向位移信号等周期截断后作差分处理，得到主轴径向的热位移误差，运用最小二乘方法建立热误差模型，从径向位移误差中分离出热误差；

(3)对四个电涡流传感器采集到的主轴径向位移信号加权求和构造函数关系式，通过离散傅里叶变换分离出主轴的圆度误差；

(4)将测得的数据减去圆度误差与热误差，分离出主轴的回转误差。

2.根据权利要求1所述的机床主轴热误差、圆度误差与回转误差的分离与处理方法，其特征在于：运用四点误差分离，O为四个电涡流传感器S₁、S₂、S₃、S₄的交点，建立以O为原点、X轴与传感器S₁轴线重合的x-y坐标系，被测件轮廓曲线以极坐标表示，极点O’为被测面的最小二乘圆心，旋转轴逆时针转动，某时刻O’的极坐标与X轴夹角为θ，α、β、γ分为电涡流传感器S₂、S₃、S₄与S₁的夹角；

电涡流传感器采集的数据A(θ)、B(θ)、C(θ)、D(θ)中包含圆度误差、回转误差和热误差，所以有下列方程：

化简为：

式中：S(θ)为圆度误差，R_x(θ)、R_y(θ)为回转误差在x、y方向的分量，δ₁、δ₂、δ₃、δ₄为热误差。

3.根据权利要求1所述的机床主轴热误差、圆度误差与回转误差的分离与处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中热误差的分离，具体如下：

在某一转速下，设定传感器的采样时间，将获取的位移信号等周期截断后作差分处理，得到主轴径向的热位移，再根据温度信号可建立主轴径向热误差的模型，最终分离出热误差。