一种轴向圆跳动和全跳动的单转位误差分离装置及方法

摘要

本发明涉及一种轴向圆跳动和全跳动的单转位误差分离装置及方法，属于微纳米超精密测量技术领域。本发明将轴向圆跳动、全跳动测量装置与误差分离系统有机地整合为一体，在误差分离过程中通过选择恰当的转位角α，使工件相对回转主轴进行相应角度的单次小角度转位，通过测量工件转位前和转位后包括工件轴向圆跳动误差g(n)、主轴回转误差z(n)在内的综合误差A(n)和B(n)，利用快速傅里叶级数变换和谐波分析等数学处理方法，实现z(n)和g(n)在1-100upr谐波范围的全谐波分离。本发明可避免现有误差分离方法进行圆跳动误差分离时，不能完全分离回转轴系引入的误差、误差分离时间长以及容易引入较大的各类漂移等不足，同时可以大大简化误差分离装置和误差分离过程。

主权项

一种轴向圆跳动和全跳动的单转位误差分离装置，其测量对象为工件2，其特征在于：所述误差分离装置包括支架1、工作台3、误差分离转台4、小角度转位角发生系统5、基座6、仪器回转主轴7、轴套8、水平向滑块9、水平向导轨10、传感器调整机构11、测量传感器12、测量光栅13、光电接收器14、主轴止推板15、导电滑环16和电机驱动系统17；所述仪器回转主轴7、轴套8和主轴止推板15构成气浮回转轴系A作为本误差分离装置的回转基准，误差分离转台4作为轴套与仪器回转主轴7构成了气浮回转轴系B，气浮回转轴系A和气浮回转轴系B共用同一个仪器回转主轴7，气浮回转轴系A带动误差分离转台4、工作台3和待测工件2一起回转，误差分离转台4又带动工作台3和被测件2相对气浮回转轴系A进行回转；测量传感器12安装在水平向滑块9上，水平向滑块9沿水平向导轨10带动传感器12沿水平方向运动，使传感器12可以达到待测工件2端面上的任意测量圆周，传感器调整机构11用于测量传感器12位置的精细调整；测量光栅13和光电接收器14形成闭环位置反馈，用于主轴旋转位置监测；导电滑环16和电机驱动系统17一起安装于主轴止推板15上，用于驱动上述的气浮回转轴系A运动；所述误差分离装置进行误差分离时，误差分离转台4供气并工作，带动工作台3和待测工件2完成误差分离所需的相对气浮回转轴系A的小角度转动；当无需误差分离时，误差分离转台4断气并在重力的作用下与回转主轴7合二为一，与无误差分离系统的轴向圆跳动、全跳动测量仪器相同。