[发明专利]一种主轴回转误差辨识方法

摘要

一种主轴回转误差辨识方法，该方法为一种基于加工表面形貌辨识主轴回转误差成分的方法，该方法包括下列步骤：建立主轴轴向跳动误差和偏摆角度误差在轴向方向分量的时域描述方程；时域内对主轴轴向形貌描述方程的准确度进行评价；计算得出主轴系统回转频率信息；利用功率谱密度分析方法在频域内对工件加工形貌频谱信息进行表征，为了突显细微信号层，首先利用小波变换进行信号分解到不同层次，然后依据计算的主轴回转频率信息对典型信号层进行辨识。

主权项

1.一种主轴回转误差辨识方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，(1)主轴轴向跳动误差和偏摆角度误差在轴向方向分量的时域描述方程，如下式式中，g0和λ0分别表示最大级形貌的振幅和波长，n为形貌尺度，t为时间参数，D是分形维数，用γ定义形貌连续波长的反比率，A是角度偏摆误差的幅值；计算结果基于n尺度形貌误差与n+1尺度形貌平均值接近程度；换言之，增加形貌尺度，不会影响粗糙尺度的分布情况；将方程(1)在MATLAB软件平台上进行数值求解得到轴向回转误差的形貌表征；(2)主轴轴向形貌描述方程的时域评价方法，如下式式中的R_xy代表检测信号x(t)和仿真信号y(t)之间的互相关系数；其中x_i表示第i个检测信号值，表示检测信号平均值，y_i表示第i个仿真信号值，表示仿真信号平均值，得到实际检测主轴回转误差轴向方向分量与形貌表征方程表征形貌信号的比较图及互相关系数；(3)主轴系统回转频率信息计算方程为fr＝w/60(Hz)  (3)其中，w表示主轴系统回转速度，fr为在相关回转速度下主轴回转频率成分；(4)工件加工形貌利用功率谱密度分析方法在频域内进行展示，主要思想是实时检测的误差信号典型频谱特征进行提取，依据上面步骤得出的主轴回转频率信息成分，辨识出主轴系统的典型特征；整个加工系统的频谱成分都包含在一起不容易提取，这里先用小波变换把检测信号进行预处理，分解到不同尺度上，然后对每个尺度上信号进行功率谱密度分析；根据信号处理结果进行判断频谱信号中是否存在主轴系统的不平衡特征，主轴是确定处理后的信号中是否包含主轴回转频率成分，从而进一步进行主轴回转误差辨识；利用功率谱密度进行分析得到谱图，发现其中一个尺度上存在主轴回转误差的频谱成分，则成功辨识出主轴回转频率的基频成分。