[发明专利]数控机床主轴热态信息挖掘分析方法、装置及电子设备

说明书

本公开涉及一种数控机床主轴热态信息挖掘分析方法、装置及电子设备，方法包括：对主轴的表面温度场分布数据进行测量，确定至少三个关键区域；确定至少一个主轴的热位移参量；获取至少十次样本采集结果，样本采集结果包括至少三个关键区域的温度测量参量的测量值以及主轴的热位移参量的测量值；对所有参量的测量值分别进行分组，形成最终分组结果；基于分组结果以及Apriori算法，确定关键区域的温度测量参量以及主轴的热位移参量的关联规则；基于关联规则，确定以目标参量为因变量，以影响参量为自变量的函数表达式。其可以实现数控机床电主轴热致位置无关误差的精准预测。

技术领域

本公开涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种数控机床主轴热态信息挖掘分析方法、装置及电子设备。

背景技术

准静态精度是决定机床加工性能的重要指标，随着数控机床零部件的设计、制造以及装配技术的进步，国产高端机床的静态几何精度已经接近国际水平，而加工中动态生成的热误差已成为高速精密数控机床误差的主要来源，显著降低了机床的加工精度。从误差源的角度将影响数控机床加工精度的误差主要划分为几何误差、摩擦误差、热误差、伺服不匹配误差等四大类。其中热误差是由于数控机床在加工过程，受内部热源(各运动部件的摩擦生热、驱动电机的发热、电气柜的发热等)和外部热源(环境的温度变化)影响，导致进给轴和主轴产生热变形，最终引起刀具和加工工件相对原来正确位置发生变化而产生的。研究表明，越是高精密机床，热误差占机床加工总误差的比重就越大，一般是40％-70％。因此有效地抑制机床热误差可以大幅提高数控机床的加工精度。

热致位置无关误差与热致位置相关误差是主轴热误差的具体体现，热致位置无关误差对主轴空间位置及姿态的影响较为严重。对温度敏感区域的测点分布进行辨识是量化温升与热位移的前提，也是进行热误差建模的基础。

现有技术中针对热位移和温升构成的热态的常规研究中，国内外众多学者主要应用多元回归分析理论并结合相关分析实现对机床关键温度测点的提取，主要考虑主轴伸长误差，热偏摆角误差及热俯仰误差，忽略了旋转轴与基准坐标系之间存在的其他2项位置偏差和2项角度偏差。这导致对温度测点选择中可能出现共线性和关联性不强的问题。因此，如何根据机床热源分布实际情况进行热态信息挖掘分析仍然是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种数控机床主轴热态信息挖掘分析方法、装置及电子设备。

第一方面，本公开提供了一种数控机床主轴热态信息挖掘分析方法，包括：

在第一预设条件下，对主轴的表面温度场分布数据进行测量，确定至少三个关键区域；所述至少三个关键区域的温度均作为温度测量参量；

确定至少一个主轴的热位移参量；

获取第二预设条件下至少十次样本采集结果，所述样本采集结果包括所述至少三个关键区域的温度测量参量的测量值以及所述主轴的热位移参量的测量值；

对所述至少三个关键区域的温度测量参量的测量值以及所述主轴的热位移参量的测量值分别进行分组，形成最终分组结果；

基于所述分组结果以及Apriori算法，确定所述关键区域的温度测量参量以及主轴的热位移参量的关联规则；所述关联规则包括至少两个影响参量和至少一个目标参量，所述影响参量均为温度测量参量，所述目标参量为主轴的热位移参量；

基于所述关联规则，确定以所述目标参量为因变量，以所述影响参量为自变量的函数表达式。

第二方面，本公开还提供了一种数控机床主轴热态信息挖掘分析装置，包括：

温度测量参量确定模块，用于在第一预设条件下，对主轴的表面温度场分布数据进行测量，确定至少三个关键区域；所述至少三个关键区域的温度均作为温度测量参量；

热位移参量确定模块，用于确定至少一个主轴的热位移参量；