基于動態(tài)干涉儀的主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測方法研究.pdf

1、主軸是機床的基本結(jié)構(gòu)單元，機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差直接反應(yīng)機床動態(tài)性能的優(yōu)劣。實現(xiàn)機床主軸回轉(zhuǎn)誤差準(zhǔn)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(zhuǎn)誤差檢測系統(tǒng)并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地開展主軸系統(tǒng)回轉(zhuǎn)誤差運動的檢測與分析具有重要的工程應(yīng)用價值與現(xiàn)實意義。
　　首先，系統(tǒng)地分析現(xiàn)有主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測方法及原理，提出基于動態(tài)干涉儀的主軸回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)誤差實時檢測的可能性。在此基礎(chǔ)上，以光學(xué)平晶作為標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)誤差檢測的實驗裝置。通過分析光學(xué)平晶表面形貌特征運動軌跡變化可得出主軸回轉(zhuǎn)誤差。
　　其次，分析影響光學(xué)平晶面形精度的主要因素及抑制變形的措施，基于此設(shè)計一種用于主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測的光學(xué)平晶專用裝夾與調(diào)整裝置。采用有限元分析法對光學(xué)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(xué)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(xué)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(shù)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(biāo)，通過主軸回轉(zhuǎn)到不同角度時干涉儀抓取到的像差圖處理結(jié)果綜合分析，計算得到主軸回