专利名称：压力机动态热误差测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种压力机动态热误差测量装置及测量方法，尤其是一种基于机床温度变化引起的热误差的测量。
背景技术：
压力机属于“少无切削类”高效工作母机，能够生产出更接近最终形状的金属零件，更符合洁净生产和绿色生产的要求，广泛应用于机械制造生产中。随着精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提高，对压力机的精度也提出了更高的要求。在压力机工作过程中，由温度变化引起的热误差对机床的加工精度影响很大，大量研究文献表明热误差约占机床的总误差的40% 70%。因此，对压力机工作状态包括主轴转速、工作力、机床温度和压力机工作误差进行测试，建立压力机热误差模型是非常必要的，以便及时发现和解决问题，提高零件加工精度。但现在还没有简单有效的对压力机动态热误差进行测量的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单实用的因机床温度变化引起的热误差的测量方法。本发明的压力机动态热误差测量方法，具体步骤如下a、在压力机上安装i个热电偶，i ^ 1 ；在压力机上安装用于测量压力机滑块运行至下死点的位移的非接触式位移传感器；b、运行压力机，采集第i个热电偶测得的随时间t变化的机床温度Ti,t ；采集非接触式位移传感器测得的随时间t变化的滑块运行至下死点时的位移Lt ；C、以t = 0时的机床初始温度Tiitl和滑块运行至下死点时的初始位移Ltl为基准， 计算在某一时刻t时，第i个热电偶处的机床温度变化值为ATiit = Tiit-IVci和机床的温度变化引起的机床热误差为ALt = Lt-L0 ；d、根据机床温度变化值Δ Ti, t和机床热误差Δ Lt,建立压力机温度变化引起的热误差模型 ALt = f(ATi,t, t)0本方法的有益效果本发明提出了一种测量压力机因温度引起的工作误差的方法，在压力机工作时，通过热电偶测量机床温度，非接触式位移传感器测量压力机滑块运行至下死点时的位移，计算压力机的温度变化及其热误差，本方法操作简单，测量准确，能应用于压力机的精度检测和提高。上述的压力机动态热误差测量方法，非接触式位移传感器为安装在涡流支架上的涡流传感器，涡流支架随固定在压力机机身上；将涡流感应架安装在滑块上。上述的压力机动态热误差测量方法，在机身、连杆、滑块上选择距电机、主轴附近处安装热电偶。本发明同时提供了一种结构简单、使用方便的压力机动态热误差测量装置。本压力机动态热误差测量装置，包括在压力机上安装的至少一个用于测量机床温度的热电偶，在压力机上安装的用于测量压力机滑块运行至下死点的位移的非接触式位移传感器。本装置的有益效果本装置通过热电偶和非接触式位移传感器等现有的简单装置，以热电偶测量机床温度，以非接触式位移传感器测量压力机滑块运行至下死点时的位移，计算压力机的温度变化及其热误差，实现了对压力机动态热误差的测量。本装置结构简单、使用方便。上述的压力机动态热误差测量装置，非接触式位移传感器为安装在涡流支架上的涡流传感器，涡流支架固定在压力机机身上；将涡流感应架安装在滑块上。最好涡流感应架安装在上模架上，上模架通过模柄安装在滑块上。上述的压力机动态热误差测量装置，热电偶安装在电机、主轴附近的机身、连杆或滑块上。
图1是安装有压力机动态热误差测量装置的压力机示意图。图2是图1中的涡流感应架，涡流传感器，涡流支架，下模架等零部件的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。参见图1、2，压力机动态热误差测量装置包括在压力机上安装的i个用于测量机床温度的热电偶(未示出)，i ^ 1。为了测量压力机的工作变化温度，最好在机身9、连杆 10、滑块11上选择距热源诸如电机12、运动副附近处的测量点安装热电偶。压力机在工作时，其温度变化主要由内部热源如决定。电机由于损耗发热；主轴与机身、主轴与连杆通过轴承连接发生相对运动，产生摩擦发热；连杆与滑块通过球铰连接发生相对运动，产生摩擦发热；滑块与机身通过导轨连接发生相对运动，产生摩擦发热；因此，在这些零部件上距离热源较近的地方安装热电偶，以便采集到与工况紧密相关的温度。涡流传感器6安装在涡流支架7上的，涡流支架7随下模架8固定在机身上；将涡流感应架5安装在上模架3上，上模架3通过模柄4安装在滑块11上。下模具1设置在下模架上，上模具2设置在上模架上。当压力机工作时，涡流传感器固定不动，而涡流感应架随着滑块运动，当滑块运行至下死点附近，进入涡流传感器的测量量程内，则涡流传感器会测量得到压力机滑块运行至下死点的位移Lt。压力机热误差测量方法，包括以下步骤运行压力机，采集第i个热电偶测得的随时间t变化的机床温度Ti,t ；采集涡流传感器测得的随时间t变化的滑块运行至下死点时的位移Lt。采集到机床某一测量点的第i个传感器在某一时刻t的温度值Ti,t，记录初始温度值为Ti,μ则在某一时刻t时，机床上第i测量点处的温度变化值为ATiit = Tiit-Tii0o采集到的机床在某一时刻t的滑块运行至下死点时的位移Lt，记录初始位移值为 L。，则在某一时刻t时，机床的温度变化引起的机床热误差为ALt = Lt-L。。根据计算得出机床的温度变化Δ Ti, t和机床热误差Δ Lt,建立压力机温度变化引起的热误差模型ALt = f(ATi,t，t)。
简而言之，本发明的压力机动态热误差测量方法，具体步骤如下1.在压力机适当位置安装热电偶采集温度，2.安装非接触式位移传感器，测量压力机滑块运行至下死点的位移，3.计算确定压力机温度变化引起的机床热误差。通过本发明能解决压力机工作过程中机床温度变化和热误差的测量问题，并得出的压力机热误差计算模型。
权利要求
1.一种压力机动态热误差测量方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下a、在压力机上安装i个热电偶，i^ 1 ；在压力机上安装用于测量压力机滑块运行至下死点的位移的非接触式位移传感器；b、运行压力机，采集第i个热电偶测得的随时间t变化的机床温度Ti,t；采集非接触式位移传感器测得的随时间t变化的滑块运行至下死点时的位移Lt ；C、以t = 0时的机床初始温度IVtl和滑块运行至下死点时的初始位移Ltl为基准，计算在某一时刻t时，第i个热电偶处的机床温度变化值为Δ Tiit = Tiit-Tii0和机床的温度变化引起的机床热误差为ALt = Lt-L0 ；d、根据机床温度变化值Δ Ti, t和机床热误差Δ Lt，建立压力机温度变化引起的热误差模型 ALt = f(ATijt, t)。
2.根据权利要求1所述的压力机动态热误差测量方法，其特征在于，非接触式位移传感器为安装在涡流支架上的涡流传感器，涡流支架随固定在压力机机身上；将涡流感应架安装在滑块上。
3.根据权利要求1所述的压力机动态热误差测量方法，其特征在于，在机身、连杆、滑块上选择距电机、主轴附近处安装热电偶。
4.压力机动态热误差测量装置，其特征在于，它包括在压力机上安装的至少一个用于测量机床温度的热电偶，在压力机上安装的用于测量压力机滑块运行至下死点的位移的非接触式位移传感器。
5.如权利要求4所述的压力机动态热误差测量装置，其特征在于，非接触式位移传感器为安装在涡流支架上的涡流传感器，涡流支架固定在压力机机身上；将涡流感应架安装在滑块上。
6.如权利要求5所述的压力机动态热误差测量装置，其特征在于，涡流感应架安装在上模架上，上模架通过模柄安装在滑块上。
7.如权利要求4所述的压力机动态热误差测量装置，其特征在于，热电偶安装在电机、 主轴附近的机身、连杆或滑块上。
全文摘要
本发明提供一种简单实用的因机床温度变化引起的热误差的测量方法。步骤如下1.在压力机适当位置安装热电偶采集温度；2.安装非接触式位移传感器，测量压力机滑块运行至下死点的位移；3.计算确定压力机温度变化引起的机床热误差。通过本发明能解决压力机工作过程中机床温度变化和热误差的测量问题，并得出的压力机热误差计算模型。
文档编号G01B7/02GK102183311SQ20101059345
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者王兴松, 王磊 申请人:东南大学