[发明专利]一种高频主轴的回转精度动态测试装置以及该装置的使用方法

说明书

本发明涉及一种高频主轴的回转精度动态测试装置，包括：至少两个测试部以及连接部，测试部包括底板；底座，设置在底板上，具有第一凹槽，该第一凹槽内设置有第一光杆，该第一光杆沿第一水平方向延伸，具有第一端部和第二端部；滑台，套设在第一光杆上；第二光杆，具有第三端部和第四端部，第三端部固定在滑台上，第二光杆沿第二水平方向延伸，该第二水平方向和第一水平方向垂直；传感器支架，套设在滑台以及第二光杆上；第一千分尺，设置在底座上，并且靠近第一端部；第二千分尺，设置在滑台上，并且靠近第四端部；位移传感器，设置在传感器支架上，相邻测量部之间通过连接部垂直连接在一起。

技术领域

本发明涉及一种机床主轴回转精度，具体涉及一种高频主轴的回转精度动态测试装置以及该装置的使用方法。

背景技术

随着科学技术的快速发展，数控机床正朝高速精密的方向发展，而随着机床主轴转速的提高，机床主轴对回转精度要求更为严格，所以在对机床主轴动态回转精度进行测试时，需要有更高的精确度。

目前机床主轴回转精度的测试方法，主要包括：

方法一、打表测试法：将标准芯轴插入机床主轴，使用千分表对芯轴表面进行测量。这种方法的缺陷在于：

(1)方法简单，会引入锥孔的偏心误差，不能进行误差分离；

(2)准静态测试，不能反映主轴在工作转速下的回转误差；

(3)精度差，不能应用于高速高精密的主轴回转精度测量。

方法二、单向测试法：将标准球安装在主轴上，在主轴的敏感方向上安装位移传感器进行单方向测量，并进行去误差和消偏处理得出测量值。这种方法的缺陷在于：

(1)加工误差敏感方向随着刀具的旋转在各个轴向横截面上360度变化，无法保证测试的精度；

(2)没有特定的测试结构，安装传感器不方便；

(3)只适用于具有敏感方向的主轴回转精度的测量。

方法三、两点测试法：在单点测试的基础上，在同一水平面内以一定角度(垂直、共线或任意角度)安装两个位移传感器，然后进行信号与数据的处理，得出测量结果。这种方法的缺陷在于：

(1)传感器安装角度难以保证，影响测试精度；

(2)忽略了标准球的形状误差，并且会混入偏心误差，从而影响测量结果的准确性。

方法四、多点测试法：用3个及以上位移传感器(其延长线交于主轴轴心线一点)布置在主轴周围，对每个传感器的输出信号进行变换处理从而得出主轴的回转误差。这种方法的缺陷在于：传感器数量较多，所需机械装置的加工精度高，装夹调试、数据处理不方便。

方法五、电荷耦合器(CCD)测试法：采集的是安装在主轴上的光源信号,主轴的回转误差体现在光源信号随主轴回转时的跳动上，通过数字图像处理得到回转精度。这种方法的缺陷在于：

(1)摄像头受环境影响大，会引入光等因素的误差；

(2)测试过程中对于光学参数、信号处理要求高，测试耗时长；

(3)测试过程对曝光频率要求高，难以实现高频机床主轴的测试。

综上可知现有技术的主要缺点为：

1、无论采取几个传感器测试，都没有特定的安装结构支撑，传感器装夹调试复杂，影响测试效率和精度。

2、无论是否采用数字化的测试技术，都需要将圆度误差、偏心误差和回转误差进行分离。

3、多个传感器协同测试，角度配合、多次定位成为问题，并且一种测量方式只有一种测量结果。