[发明专利]一种数控机床主轴单元热力耦合误差测量系统

摘要

本发明提出一种数控机床主轴单元热力耦合误差测量系统，属于精密机床加工技术领域，具体包括：数控机床主轴、温度传感器、数控机床主轴壳体、工件夹具、虎钳、三向力传感器、激光位移传感器夹具、延长刀柄、挡光盘、激光位移传感器、信号数据采集系统和PC机。所述温度传感器、三向力传感器、激光位移传感器分别与信号数据采集系统相连接，信号数据采集系统与PC机相连接；本发明解决了数控机床主轴单元热力耦合误差数据测量问题，传感器布置简单，可移植性强，激光位移传感器测量精度较高，可靠性强，为后续能够实现对热力耦合误差模型的建立，实现误差实时补偿，提高数控机床的加工精度奠定了基础。

主权项

1.一种数控机床主轴单元热力耦合误差测量系统，其特征在于，具体包括：数控机床主轴、温度传感器、数控机床主轴壳体、工件夹具、虎钳、三向力传感器、激光位移传感器夹具、延长刀柄、挡光盘、激光位移传感器、信号数据采集系统和PC机；所述数控机床主轴位于控机床主轴壳体之内，数控机床主轴壳体外表面放置温度传感器，待加工工件通过螺钉固定在工件夹具之上，工件夹具与三向力传感器相连接，三向力传感器通过虎钳固定，数控机床主轴与激光位移传感器夹具相连接，激光位移传感器通过螺栓固定在激光位移传感器夹具上，激光位移传感器夹具与延长刀柄相连接，延长刀柄穿过挡光盘中心孔；所述温度传感器、三向力传感器、激光位移传感器分别与信号数据采集系统相连接，信号数据采集系统与PC机相连接；所述温度传感器，用于检测数控机床主轴单元工作时温度变化信号，并将温度变化信号传递给数据采集系统；所述三向力传感器，用于实时测量机床负载加工时工件受力情况，并将受力信号传递给数据采集系统；所述激光位移传感器，安装位置为选取数控机床的X向布置位移传感器S₁和S₂，通过对延长刀柄径向误差的测定间接反映数控机床主轴的径向偏移，布置位移传感器S₃，使其激光射线指向Z轴负方向，并通过延长刀柄与挡光盘辅助测量主轴偏移量；并将传感器S₁、S₂和S₃测量的距离数据传递到数据采集系统；所述的信号数据采集系统，采用LabView软件实现，包括屏蔽接线盒、数据采集卡、24V直流稳压电源，并将已经采集的数据传递给PC机；所述已经采集的数据，包括从温度传感器、三向力传感器、激光位移传感器分别传递给信号数据采集系统的数据；所述屏蔽接线盒PC机相连接，用于与PC机传递数据；所述数据采集卡，用于采集所有传感器数据；所述24V直流稳压电源，为所有传感器供电；所述PC机，用来存储和显示从信号数据采集系统中传递过来的数据。