既存の数値制御工作機械の作業過程における主軸システムの多種情報および多様な信号収集の実際の要求に対応し、複数種類のセンサーで構成される多元異種情報収集試験プラットフォームを設計・開発した。本プラットフォームは、熱特性情報収集システムと工作機械動態情報収集システムで構成されており、熱特性情報収集システムは数値制御工作機械の各点の変位および温度データを監視可能であり、動態情報収集システムは工作機械の各点の振動、応力、ひずみを監視可能である。本稿ではまず主軸システムのシミュレーション解析に基づき試験プラットフォームを構築し、2000 rpm、3000 rpm、4000 rpmの回転速度で多元異種情報収集試験を実施した。試験結果とシミュレーション結果の相対誤差は10％以内であり、収集データを前処理および情報融合した後、多元情報の熱誤差モデリングに利用した。該当回転速度における熱平衡後の熱変形の二乗平均平方根誤差はすべて0.9 μm未満であり、決定係数は0.9以上であり、構築した多元異種情報収集試験プラットフォームは複数の回転速度において良好な精度を示している。本稿の試験プラットフォームおよびデータ収集融合手法は、工作機械の熱誤差補償および熱設計に重要な技術手段と理論的基礎を提供する。

数値制御工作機械;多元異種情報;熱特性;試験プラットフォーム;情報収集