[发明专利]一种数控机床分离主轴末端热变形的测量系统及其方法

摘要

本发明公开了一种数控机床分离主轴末端热变形的测量方法，本方法对检验棒自身热变形、主轴箱和立柱等结构件热变形及热倾斜的测量，测量中采用热膨胀系数较低的碳纤维管、铟钢材料作为位移传感器的固定装置和辅助测量装置。并通过对测量数据处理、计算，能够分离出主轴前端面自身热变形和热倾斜及结构件自身热伸长和热倾斜，可以到主轴与结构件热特性之间的关系。该方法使得测量计算值更加准确，精度更高，可更加全面分析主轴热变形的影响因素。满足了简单、高精度的检测要求，适合中高档数控机床的几何精度检测。

主权项

1.一种数控机床分离主轴末端热变形的测量系统，其特征在于：包括温度测量装置、五点法装置、主轴末端热变形测量装置、测量辅助架以及信号采集装置；其中，所述数控机床包括立柱、主轴箱、检验棒、工作台、滑台和床身，在床身上设置可沿其水平移动的滑台，滑台上设置有工作台，在床身一侧垂直设置立柱，立柱上设置可沿其上下移动的主轴箱，主轴箱上设置有检验棒；其中，所述温度测量装置包括分别设置于机床以下各位置处的温度传感器：Y轴电机、Y轴电机座、Y轴电机座与结构件结合面、Y轴导轨、X轴上导轨、X轴电机、X轴电机座、X轴电机座与结构件结合面、Y轴轴承座、X轴轴承座、X轴下导轨、X轴下导轨、Z轴轴承座、Z轴电机座、Z轴电机、Z轴电机座与结构件结合面、Z轴导轨、主轴前轴承、主轴后轴承、X减速箱、主轴电机前、主轴电机左侧、主轴电机右侧和主轴电机下；其中，所述五点法装置参照国际标准ISO0230‑3:2007，包括分别设置于以下位置处的电涡流位移传感器：检验棒末端、检验棒末端侧面、检验棒中部侧面、检验棒末端下面和检验棒中部下面；其中，所述主轴末端热变形测量装置，包括2组电涡流位移传感器，第一组安装在工作台上，用于测量相对于工作台的的变形量，安装位置分别为：检验棒根部端面、主轴箱法兰盘，第二组安装在测量辅助架上，用于测量相对于地面的变形量，安装位置分别为：主轴箱侧边上端面、主轴箱侧边下端面、立柱导轨上部、立柱导轨中部和立柱导轨下部；其中，所述测量辅助架设置于立柱的一侧，包括支撑架以及可沿其上下调整位置的电涡流位移传感器放置平台；其中，所述信号采集装置与温度测量装置的温度传感器、五点法装置的电涡流位移传感器以及主轴末端热变形测量装置的电涡流位移传感器相连，并与PC机相连。