[发明专利]基于激光干涉全息检测法的轴承球球形误差快速检测方法

权利要求书

1.一种基于激光干涉全息检测法的轴承球球形误差快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：激光干涉仪产生球面光束；

S2：调心装置调整球心位置，球心对准光束焦点；

S3：球面光束对球体表面进行扫描；

S4：拍照获取球体表面局部干涉图；

S5：生成球体局部表面形貌图；

S6：展开机构进行球面展开；

S7：重复S2-S5步骤5-20次，获取不同球体位置的表面形貌图；

S8：提取多幅局部表面形貌图特征点，拼接生成完整表面形貌平面图；

S9：将完整表面形貌平面图转化为表面形貌球面图；

S10：表面形貌球面图进行球形误差评估。

2.根据权利要求书1所述的一种基于激光干涉全息检测法的轴承球球形误差快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1为，在激光干涉仪和被测球面之间设置球面透镜TS，球面透镜将干涉仪发出的平直光束变换成球面光束。

3.根据权利要求书1所述的一种基于激光干涉全息检测法的轴承球球形误差快速检测方法，其特征在于，所述步骤S2调心装置调整球心位置包括以下步骤：

S21：采用激光作为光源，激光、第一柱面平凸透镜和反射镜构成光束对焦光路，固定光路系统与位置传感器的位置，移动工作台上工件反射的激光经第一柱面平凸透镜和第二柱面平凸透镜后照射在位置传感器上，位置传感器的信号经传感信号处理电路进行光电转换，并由电动机驱动电路驱动电机带动移动工作台移动，位置传感器光敏面上的激光光斑也随之变化，直至轴承球外表面位于物镜焦平面，此时完成对焦；

S22：被测工件通过装夹机构固定在测量平台上；回转台和测量平台通过调心装置连接，通过转动回转台，使得球心的位置和回转台中心的位置重合，球心对准光束焦点。

4.根据权利要求书1所述的一种基于激光干涉全息检测法的轴承球球形误差快速检测方法，其特征在于，所述步骤S3、S4、S5中球面光束对调整好球心位置的轴承球球体表面进行扫描，球面光束法向入射到被测球面镜上后沿原路返回，进入干涉仪与参考光束发生干涉，拍照获取球体表面局部干涉图，进而生成球体局部表面形貌图。

5.根据权利要求书1所述的一种基于激光干涉全息检测法的轴承球球形误差快速检测方法，其特征在于，所述步骤S6展开机构可以采用双轴旋转或椭圆齿轮传动的方式进行球面展开，得到不同的球体位置。

6.根据权利要求书1所述的一种基于激光干涉全息检测法的轴承球球形误差快速检测方法，其特征在于，所述步骤S9在获取完整表面形貌平面图的基础上，通过球面映射算法转化为球体表面形貌图。

7.根据权利要求书1所述的一种基于激光干涉全息检测法的轴承球球形误差快速检测方法，其特征在于，所述步骤S10表面形貌球面图进行球形误差评估，在Matlab和Labview软件平台上对获取的表面形貌数据进行数据处理，所使用的算法为最小包容区域法、最小二乘球法、最小外接球法和最大内接球法四种球形误差算法中的任意一种，进行球形误差评估。