申请/专利权人：天津大学

申请日：2024-01-25

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117872957A

主分类号：G05B19/404

分类号：G05B19/404

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开了基于球阵列的机床非主轴轴线方向热致直线轴六维误差辨识方法，采用球阵列直接测量机床的空间热误差；根据直线轴运动方向空间热误差与起始测量点的差值运算得出直线轴的热致定位误差；通过非运动方向空间热误差首尾相连的方式确定热致直线度误差；并通过误差模型构建热误差辨识方程组，将位置热误差代入计算出热致角度误差。所提出的辨识方法通过一次测量即可得到热致直线轴六维误差，具备辨识高效、抗干扰能力强及获取数据全面等优点。

主权项：1.基于球阵列的机床非主轴轴线方向热致直线轴六维误差辨识方法，其特征在于：采用球阵列直接测量机床的空间热误差；根据直线轴运动方向空间热误差与起始测量点的差值运算得出直线轴的热致定位误差；通过非运动方向空间热误差首尾相连的方式确定热致直线度误差；并通过误差模型构建热误差辨识方程组，将位置热误差代入计算出热致角度误差，包括以下步骤：步骤1、构建基于R-test原理的球阵列测量装置，具体步骤为：步骤1.1、构建R-test测头，该模块主要由三个相隔120°阵列布置的电涡流位移传感器组成；步骤1.2、构建球阵列模块，主要由4*5阶球阵列板与20个精度球组成；步骤1.3、构建数据采集模块，该模块由基于Labview数据采集系统和28+11通道温度-位移数据采集箱组成；步骤2、辨识空间内直线轴热致定位误差及热致直线度误差，以X轴进行说明，可根据测量的X轴方向每行精度球的热误差值，辨识得出X轴在不同空间位置的热致定位误差及热致直线度误差作均值化处理，以提高辨识精度，包括步骤：步骤2.1、机床进行三轴联动实现机床热机升温，测量1h后球阵列中每个精密球在X向、Y向及Z向的热致位置偏差，从而得到机床在X轴的X向、Y向及Z向热变形Δx1h、Δy1h及Δz1h： 其中Δx1hi、Δy1hi及Δz1hi为热机1h后机床X方向测点i上的X、Y、Z方向上的空间热误差，Δxi、Δyi及Δzi为冷机下机床X方向测点i上的X、Y、Z方向上的空间误差；步骤2.2、每隔一小时再次测量球阵列中每个精密球在X向、Y向及Z向的热致位置偏差，从而得到热机n小时后机床在X轴的X向、Y向及Z向热变形Δxnh、Δynh及Δznh： 其中Δxnhi、Δynhi及Δznhi为热机n小时后机床X方向测点i上的X、Y、Z方向上的空间热误差，Δxn-1hi、Δyn-1hi及Δzn-1hi为热机n-1小时后机床X方向测点i上的X、Y、Z方向上的空间热误差；步骤2.3、对测量空间内X轴热致定位误差EXX进行辨识，其为X方向上各测点X向变形减去首个测点的X向变形量Δx1：EXX＝Δxi-Δx1；步骤2.4、辨识空间内的X轴热致直线度误差；通过测量X轴方向的精度球得到X轴Y向和Z向变形量，X轴Y向及Z向的首尾测量点变形量的连线分别为基准线δyxbase及δzxbase： 其中x为精度球对应测点的X轴坐标；及分别为X轴Y向和Z向变形的基准线斜率，而及分别为X轴的Y向和Z向变形的基准线的常数项；结合工作空间内测得的机床X轴Y向及Z向变形，可以得到X轴Y向热致直线度误差EYX和X轴Z向热致直线度误差EZX： 步骤3、辨识机床直线轴的热致角度误差，通过构建热致角度误差的解析模型，结合空间热误差及已知热误差项，对仅有热致角度误差为未知项的方程组进行求解，从而辨识出机床直线轴的热致角度误差。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津大学 基于球阵列的机床非主轴轴线方向热致直线轴六维误差辨识方法

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