基于動態(tài)干涉儀的主軸回轉誤差檢測方法研究.pdf

1、主軸是機床的基本結構單元，機床主軸的回轉誤差直接反應機床動態(tài)性能的優(yōu)劣。實現(xiàn)機床主軸回轉誤差準確有效的檢測是研究機床動態(tài)特性以及提高機床加工精度的重要環(huán)節(jié)。因此，建立高精度高可靠性的主軸回轉誤差檢測系統(tǒng)并在此基礎上系統(tǒng)地開展主軸系統(tǒng)回轉誤差運動的檢測與分析具有重要的工程應用價值與現(xiàn)實意義。
　　首先，系統(tǒng)地分析現(xiàn)有主軸回轉誤差檢測方法及原理，提出基于動態(tài)干涉儀的主軸回轉誤差檢測新方法。通過對比靜態(tài)干涉儀和動態(tài)干涉儀的工作原理，論證

2、了采用動態(tài)干涉儀作為高精度檢測裝置實現(xiàn)主軸回轉誤差實時檢測的可能性。在此基礎上，以光學平晶作為標準檢測件，搭建了基于動態(tài)干涉儀與高精度伺服電機實現(xiàn)主軸回轉誤差檢測的實驗裝置。通過分析光學平晶表面形貌特征運動軌跡變化可得出主軸回轉誤差。
　　其次，分析影響光學平晶面形精度的主要因素及抑制變形的措施，基于此設計一種用于主軸回轉誤差檢測的光學平晶專用裝夾與調整裝置。采用有限元分析法對光學平晶在不同裝夾條件下的變形情況進行了較為深入的分析

3、，驗證了光學平晶裝夾方式的合理性，實現(xiàn)了納米級的高精度裝夾要求。
　　再次，通過對動態(tài)干涉儀對安裝在伺服電機主軸端部的光學平晶表面進行檢測，得到的圖像為激光束干涉之后生成的像差圖。通過對原始像差圖的修正處理得到較為精確的像差圖。采用中值濾波、灰度閾值分割法、膨脹腐蝕處理等圖像處理技術獲取平晶表面特征圓的邊緣特征圖像，利用最小外接矩形法得到特征圓的形心坐標，通過主軸回轉到不同角度時干涉儀抓取到的像差圖處理結果綜合分析，計算得到主軸回