基于二截面径向差和倾斜量提取主轴回转精度测量方法

摘要

基于二截面径向差和倾斜量提取的超精密主轴回转精度测量方法属于超精密测量与超精密加工技术领域，该方法包括基于倾斜量提取的超精密主轴或转台轴向回转精度测量方法和基于二截面径向差的角回转精度测量方法两部分；基于最小二乘法分别对圆度标准器某一截面进行二次径向回转精度测量，通过二次径向差与回转角几何关系获得被测轴系的角回转精度；基于最小二乘圆评定法提取平面平晶中心相对于被测轴系倾斜量，在轴向回转精度测量中自动分离此倾斜误差；本发明中的测量方法可有效消除角回转精度和轴向回转测量过程中存在的误差源，大大提高超精密主轴或转台回转精度的测量精度。

主权项

一种基于二截面径向差和倾斜量提取超精密主轴回转精度测量方法，其特征在于该方法包括基于二截面径向差的角回转精度测量方法和基于倾斜量提取的超精密主轴或转台轴向回转精度测量方法，其中：1)在主轴或转台轴向回转精度测量过程中：主轴或转台被测轴系匀速旋转，将平面平晶放置于被测转台台面上，调整平面平晶中心与被测转台轴系理想回转轴线尽量重合，电感传感器的测头在平面平晶中心上连续等间隔采样；一圈得到2N个采样数据，其中N为大于7的整数；采样数据通过2RC低通滤波器或者高斯低通滤波器进行滤波消除高次谐波干扰；依据最小二乘圆评定，得到电感传感器测量点相对被测转台的理想回转轴线的倾斜量；在全部数据中消除此倾斜量并计算出最大和最小值差，那么此差值为被测转台的轴向回转精度；2)在主轴或转台角回转精度测量过程中：将圆度标准器放置于被测转台台面上，调整圆度标准器轴线与被测主轴或转台的理想回转轴线尽量重合；被测主轴或转台匀速旋转，电感传感器与圆度标准器接触并连续等间隔采样，一圈采样2N个数据，其中N为大于7的整数；采样数据通过2RC低通滤波器或者高斯低通滤波器进行滤波消除高次谐波干扰；依据最小二乘圆方法得到圆度标准器相对被测转台的理想回转轴线的偏心量，在全部数据中消除此偏心量，并计算出最大值和最小值差，那么此差值为被测转台台面处的径向回转精度Δμl，此时径向回转精度Δμl为第一截面的径向回转精度；利用垫块将圆度标准器抬高H距离，H的尺寸范围为20mm～400mm，然后调整圆度标准器轴线与转台回转轴线尽量重合；被测主轴或转台匀速旋转，电感传感器与圆度标准器接触并连续等间隔采样，重复第一截面测量过程得到距被测转台台面高H处的第二截面的径向回转精度Δμ2；利用第一截面径向回转精度Δμl、第二截面径向回转精度Δμ2和理想回转轴线回转角的几何关系计算得到被测主轴或转台的角回转精度Δθ，几何关系计算方法如下式所示： Δθ = arctg ( Δμ 2 - Δμ 1 H ) .