一种数控机床回转工作台误差测量与分离的方法，先在工作台面中心装夹金属圆环，垂直于金属圆环环面安装三个电涡流传感器，在金属圆环的外圈布置键相传感器，传感器输出接入数据采集设备，以工作台面中心为原点建立空间笛卡尔坐标系X-Y-Z，测试电涡流传感器的时域信号，转化为角域信号，得到任一时刻工作台面的实际平面方程求偏摆角，工作台沿Z轴的窜动量，本发明专利技术采用三只电涡流传感器和一个键相传感器对工作台台面的空间位置信息进行测试，结合误差解耦方法可完成工作台运动的误差测试与误差解耦，测量系统简单常见，测量方案便捷易行，数学模型直观明了。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工程测试
，具体涉及。
技术介绍
回转工作台是数控机床的关键运动部件，大量用于大型、复合数控机床，回转工作台的运动精度直接影响产品的加工质量。工作台的回转精度是机床几何精度的构成之一，也是影响机械加工中成形运动精度的一个重要因素，它对零件加工表面的几何形状精度、位置精度和表面粗糙度都有影响。目前尚无直接测量数控机床工作台回转误差的便捷技术和解耦回转工作台运动误差的数学模型
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术提出一种数控机床回转工作台运动误差测量与分离的方法，该方法采用三只电涡流传感器和一个键相传感器对工作台台面的空间位置信息进行测试，结合误差解耦方法可完成工作台运动的误差测试与误差解耦。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，包括以下步骤第一步，在工作台面I中心装夹一个半径为工作台面半径1/3、表面粗糙度高于6级精度的金属圆环2作为涡流传感器的测量参照，垂直于金属圆环2环面安装第一电涡流传感器3、第二电涡流传感器4和第三电涡流传感器5，三个电涡流传感器不在同一直线上，测量并记三个电涡流传感器的空间坐标按传感器编号分别为(Xl，Y1, Z11)、(x2, y2, Z21)和(x3, y3, Z31),同时，在金属圆环2的外圈布置键相传感器6,并将第一电润流传感器3、第二电涡流传感器4、第三电涡流传感器5和键相传感器6的输出接入数据采集设备7 ；第二步，以工作台面I中心为原点建立空间笛卡尔坐标系X-Y-Z，则工作台在理想工作状态下时的台面为X-Y平面，其平面方程为z = 0，法向量为矿=(0,0,1)，任意时刻工作台的运动误差用沿Z轴的窜动量d( )和实际工作台面与理想工作台面的夹角0 (CO)及其偏摆角9的方位角a ( )来描述，其中，a (CO)是正偏摆角水平投影线与X轴的夹角；第三步，在工作台转速为lOr/min时测试第一电涡流传感器3、第二电涡流传感器4、第三电涡流传感器5输出的时域信号分别记为彳⑴、，并将其作为由金属圆环2表面误差导致的测量误差；在工作台转速为待测转速时测试第一电涡流传感器3、第二电涡流传感器4、第三电涡流传感器5输出的时域信号分别记为si(t)、s2(t)和s3(t)；第四步，将第三步所得到的等时间间隔的时域信号<(0、4(0、4(/)、S1⑴、S2(t)和S3(t)转化为等角度间隔的角域信号<( )、^f(O)、A'f( )、Sf O)、40)和<( )，则由工作台实际运动误差所导致的工作台面I与三只电涡流传感器的距离波动信号为；权利要求1.，其特征在于，包括以下步骤 第一步，在工作台面(I)中心装夹一个半径为工作台面半径1/3、表面粗糙度高于6级精度的金属圆环(2)作为涡流传感器的测量参照，垂直于金属圆环(2)环面安装第一电涡流传感器(3)、第二电涡流传感器(4)和第三电涡流传感器(5)，三个电涡流传感器不在同一直线上，测量并记三个电涡流传感器的空间坐标按传感器编号分别为(Xl，Y1, Z11)、(x2, y2, Z21)和(x3, y3, Z31),同时，在金属圆环(2)的外圈布置键相传感器(6),并将第一电润流传感器(3)、第二电涡流传感器(4)、第三电涡流传感器(5)和键相传感器(6)的输出接入数据采集设备(7); 第二步，以工作台面(I)中心为原点建立空间笛卡尔坐标系X-Y-Z，则工作台在理想工作状态下时的台面为X-Y平面，其平面方程为z = O，法向量为矿=(O，O，!)，任意时刻工作台的运动误差用沿Z轴的窜动量d( )和实际工作台面与理想工作台面的夹角0 (co)及其偏摆角0的方位角a (co)来描述，其中，a (co)是正偏摆角水平投影线与X轴的夹角； 第三步，在工作台转速为lOr/min时测试第一电涡流传感器(3)、第二电涡流传感器(4)、第三电涡流传感器(5)输出的时域信号分别记为矸(O、和4(0，并将其作为由金属圆环(2)表面误差导致的测量误差；在工作台转速为待测转速时测试第一电涡流传感器(3)、第二电涡流传感器(4)、第三电涡流传感器(5)输出的时域信号分别记为S1 (t)、s2(t)和 S3 (t)； 第四步，将第三步所得到的等时间间隔的时域信号4(/)、<(/)、S3°(0、Sl(t)、s2(t)和S3(t)转化为等角度间隔的角域信号、sf(G)) O)、<( )、和O)，则由工作台实际运动误差所导致的工作台面I与三只电涡流传感器的距离波动信号为；全文摘要，先在工作台面中心装夹金属圆环，垂直于金属圆环环面安装三个电涡流传感器，在金属圆环的外圈布置键相传感器，传感器输出接入数据采集设备，以工作台面中心为原点建立空间笛卡尔坐标系X-Y-Z，测试电涡流传感器的时域信号，转化为角域信号，得到任一时刻工作台面的实际平面方程求偏摆角，工作台沿Z轴的窜动量，本专利技术采用三只电涡流传感器和一个键相传感器对工作台台面的空间位置信息进行测试，结合误差解耦方法可完成工作台运动的误差测试与误差解耦，测量系统简单常见，测量方案便捷易行，数学模型直观明了。文档编号B23Q17/00GK102744648SQ20121020319公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日专利技术者廖与禾, 曹军义, 李勇, 林京, 王琇峰, 王琳, 雷亚国 申请人:西安瑞特快速制造工程研究有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种数控机床回转工作台误差测量与分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在工作台面（1）中心装夹一个半径为工作台面半径1/3、表面粗糙度高于6级精度的金属圆环（2）作为涡流传感器的测量参照，垂直于金属圆环（2）环面安装第一电涡流传感器（3）、第二电涡流传感器（4）和第三电涡流传感器（5），三个电涡流传感器不在同一直线上，测量并记三个电涡流传感器的空间坐标按传感器编号分别为(x1,y1,z11)、(x2,y2,z21)和(x3,y3,z31)，同时，在金属圆环（2）的外圈布置键相传感器（6），并将第一电涡流传感器（3）、第二电涡流传感器（4）、第三电涡流传感器（5）和键相传感器（6）的输出接入数据采集设备（7）；第二步，以工作台面（1）中心为原点建立空间笛卡尔坐标系X？Y？Z，则工作台在理想工作状态下时的台面为X？Y平面，其平面方程为z＝0，法向量为任意时刻工作台的运动误差用沿Z轴的窜动量d(ω)和实际工作台面与理想工作台面的夹角θ(ω)及其偏摆角θ的方位角α(ω)来描述，其中，α(ω)是正偏摆角水平投影线与X轴的夹角；第三步，在工作台转速为10r/min时测试第一电涡流传感器（3）、第二电涡流传感器（4）、第三电涡流传感器（5）输出的时域信号分别记为和并将其作为由金属圆环（2）表面误差导致的测量误差；在工作台转速为待测转速时测试第一电涡流传感器（3）、 第二电涡流传感器（4）、第三电涡流传感器（5）输出的时域信号分别记为s1(t)、s2(t)和s3(t)；第四步，将第三步所得到的等时间间隔的时域信号s1(t)、s2(t)和s3(t)转化为等角度间隔的角域信号和则由工作台实际运动误差所导致的工作台面1与三只电涡流传感器的距离波动信号为；z1(ω)=s1a(ω)-s1a0(ω)z2(ω)=s2a(ω)-s2a0(ω)z3(ω)=s3a(ω)-s3a0(ω)---(1)其中：z1(ω)？由工作台实际运动误差所导致的工作台面（1）与第一电涡流传感器（3）的距离波动信号；z2(ω)？由工作台实际运动误差所导致的工作台面（1）与第二电涡流传感器（4）的距离波动信号；z3(ω)？由工作台实际运动误差所导致的工作台面（1）与第三电涡流传感器（5）的距离波动信号；由于第一电涡流传感器（3）、第二电涡流传感器（4）和第三电涡流传感器（5）的X与Y坐标在测试时始终没有改变，故三只电涡流传感器的X与Y坐标在任一时刻都可以用第一步测量得到的(x1,y1)，(x2,y2)和(x3,y3)表示，将其表示为等角度间隔的角域信号(x1(ω),y1(ω))，(x2(ω),y2(ω))和(x3(ω),y3(ω))，则工作台工作时，任一时刻工作台面（1）实际平面位置由点序列(x1(ω),y1(ω),z1(ω))、(x2(ω),y2(ω),z2(ω))和(x3(ω),y3(ω),z3(ω))确定；第五步，将由第四步所得三个点序列信号(x1(ω),y1(ω),z1(ω))、(x2(ω),y2(ω),z2(ω))和(x3(ω),y3(ω),z3(ω))中的各点带入式(2)Ax+By+z=D？？？？？？？？？？？？(2)得到线性方程组Ax1(ω)+By1(ω)+z1(ω)=DAx2(ω)+By2(ω)+z2(ω)=DAx3(ω)+By3(ω)+z3(ω)=D---(3)其中，A、B、D为工作台工作时台面实际平面位置方程待求参数，解线性方程组得A=y1(ω)[z2(ω)-z3(ω)]+y2(ω)[z3(ω)-z1(ω)]+y3(ω)[z1(ω)-z2(ω)]x1(ω)[y2(ω)-y3(ω)]+x2(ω)[y3(ω)-y1(ω)]+x3(ω)[y1(ω)-y2(ω)]B=-x1(ω)[z2(ω)-z3(ω)]+x2(ω)[z3(ω)-z1(ω)]+x3(ω)[z1(ω)-z2(ω)]x1(ω)[y2(ω)-y3(&...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林京，王琇峰，李勇，雷亚国，廖与禾，曹军义，王琳，
申请(专利权)人：西安瑞特快速制造工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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