[发明专利]一种机床整机热误差特性测试方法在审
申请号: | 202010419266.5 | 申请日: | 2020-05-18 |
公开(公告)号: | CN111618662A | 公开(公告)日: | 2020-09-04 |
发明(设计)人: | 陈国华;刘敦奇;张林;向华;赵殿章;童光庆;李波;陈运星 | 申请(专利权)人: | 湖北文理学院 |
主分类号: | B23Q17/24 | 分类号: | B23Q17/24;B23Q23/00 |
代理公司: | 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 | 代理人: | 徐瑛 |
地址: | 441053 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 机床 整机 误差 特性 测试 方法 | ||
1.一种机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,所述热误差特性测试包含机床刀尖点热误差测试和机床工作台热误差测试;包括如下步骤:
步骤一:对机床实施热温升实验,通过红外热成像仪扫描整个所述机床,掌握所述机床的热温度分布规律,对所述机床发热量大的区域布置温度传感器,作为所述机床的温度测试点,用以收集温度实时数据;
步骤二:机床刀尖点热误差测试,以所述机床的刀尖点作为基准,借助位移传感器建立刀尖点在空间位置的坐标,并通过第一测量机构动态监测刀尖点随温度变化偏差,得到刀尖点随温度变化特性;
步骤三:机床工作台热误差测试,以机床工作台上的工件为基准,选取所述工件上的某一位置为基准点,借助位移传感器建立所述基准点在空间上的位置坐标,通过第二测量机构动态监测所述工件上所述基准点位置随着温度变化的偏差,得到机床工作台上所述基准点随温度变化特性;
步骤四:将温度变化下所述刀尖点随温度变化特性与机床工作台上所述基准点随温度变化特性的偏差相联系;判断在两个空间位置上温度相同时,机床刀尖点在各轴上的偏移量与机床工作台所述基准点在各轴上的偏移量是否相同。
2.根据权利要求1所述的机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,所述第一测量机构包括设置在所述机床的主轴上的两个温度传感器,记为a、b,分别动态监测刀尖空间位置随温度Ta,Tb变化偏差,得到X轴上的偏差和温度的函数关系Δx=f(Ta,Tb),通过一系列的测量点线性拟合出Δx=a1Ta+a2Tb+c的关系式,同理分别拟合出Y轴Δy和Z轴Δz的关系式,建立不同温度下刀尖点的误差变化情况。
3.根据权利要求1所述的机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,所述第二测量机构包括布置在所述机床的丝杠螺母和近端轴承座上的两个温度传感器,记为A、B,分别动态监测所述基准点在X轴上随温度TA,TB变化偏差,得到X轴上的偏差和温度的函数关系ΔX=f(TA,TB),通过一系列的测量点线性拟合出ΔX=A1TA+A2TB+C的关系式,同理分别拟合出Y轴ΔY和Z轴ΔZ的关系式,建立不同温度下机床工作台上所述基准点的误差变化情况。
4.根据权利要求1所述的机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,所述步骤二中的位移传感器为布置在所述机床工作台的夹具上的三个位移传感器。
5.根据权利要求1所述的机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,所述步骤三中的位移传感器为布置在所述机床的主轴套筒夹具上的三个位移传感器。
6.根据权利要求1所述的机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,所述步骤一中对所述机床实施热温升试验时,加热时间判断的标准为所述机床达到热平衡状态;待所述机床达到热平衡状态再通过所述红外热成像仪扫描整个所述机床。
7.根据权利要求2所述的机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,所述主轴上的温度传感器以所述主轴的轴线对称设置。
8.根据权利要求1所述的机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,通过所述热误差特性测试方法建立刀尖点与所述基准点的综合误差模型,并在X、Y、Z三个方向进行叠代消除,形成X、Y、Z三个方向的综合误差模型。
9.根据权利要求1所述的机床整机热误差特性测试方法,其特征在于,还包括用于权利要求1所述的机床整机热误差特性测试方法的机床;所述机床具有机床基座,所述机床基座上安装有X向导轨,所述X向导轨上安装有Y向导轨,所述Y向导轨上设有工作台,所述工作台上安装有工作台夹具,所述工作台上方设有主轴,所述主轴下方连接有刀具;所述主轴的两侧对称的设有温度传感器,所述工作台夹具或所述主轴的主轴套筒夹具上设有位移传感器。
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