丝杠磨削在线动态测量系统分析与设计

【摘要】：本文的研究对象是“丝杠工件在线磨削补偿系统”中的测量子系统，本文对在磨削过程中的丝杠精度实时在线测量方法进行了研究，完成了测量系统的设计与分析。 测量系统共有四路信号采集：光栅测量丝杠长度信号；旋转编码器采集角度信号；红外传感器采集温度信号及尾栅采集尾架伸长信号。 针对在线测量的实时性特点，根据测量的特点——各采样点时间间隔相同，简化了回归直线的计算，并采用2π分段法，将有效行程的全长分成若干2π段，然后以各个2π段为单位，计算行程变动量。大大提高了计算的速度。 由于在线测量的特点，磨削温升对测量精度的影响很大，因此，本文对该问题进行了专项研究，建立了丝杠工件磨削过程的温度场以及其热变形量的计算模型，并采用有限差分法进行计算。该模型简单、合理、可行，具有很好的使用价值，为测量结果的修正提供了依据。 另外，本文还对测量系统的动态测量误差补偿进行了初步讨论，对部分误差源的补偿提出了可实施的补偿方法。