[发明专利]静压轴承主轴的回转精度测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种静压轴承主轴的回转精度测量系统及测量方法，该测量系统包括：标准球，标准球固定在一个静压轴承主轴上，实现随静压轴承主轴的同轴运动；光学测量系统；数据处理系统，静压轴承主轴旋转时，同时光学测量系统对标准球的外轮廓进行位移量采集，采集到的位移数据传到数据处理系统中，进行误差分离的计算。本发明通过激光外差干涉与共焦显微系统相结合的方式，对静压轴承主轴回转误差进行测量，并通过三点法实现误差分离，不仅通过高灵敏度的光学测量系统采集到更高精度的回转位移量，提高了静压轴承主轴回转测量精度。

技术领域

本发明涉及一种测量系统及测量方法，特别是涉及一种静压轴承主轴的回转精度测量系统及测量方法。

背景技术

随着航空航天、工业机器人、汽车、飞机等其它行业的发展，同时对其零部件的精密要求也越来越高，而数控机床和加工中心是制造业加工的精密设备，机床精密程度决定着其它行业零部件精密质量的高低，而静压轴承广泛应用于各类机床中，影响着机床的加工精度，所以静压轴承精密水平是影响着制造业发展的一个重要因素。静压轴承主轴部件是主要部件中的核心部件，静压轴承主轴在转动时产生的主轴回转误差对机床的精度有着重要影响，它直接影响加工零件的品质。为提高静压轴承主轴回转精度，首先需要对静压轴承主轴回转误差进行测量，并将测量到的回转误差进行分析，判断误差来源，从而抑制误差的产生。

测量精度始终影响着误差分离结果的精度。对于非接触式测量系统激光外差干涉仪具有纳米级测量精度，但是由于其测量光路的限制，无法配合标准球进行回转精度测量。

发明内容

针对上述情况，为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种静压轴承主轴的回转精度测量系统及测量方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种静压轴承主轴的回转精度测量系统，其特征在于，其包括：

标准球，标准球固定在一个静压轴承主轴上，将标准球的球心置于静压轴承主轴的中轴线上，实现随静压轴承主轴的同轴运动；

光学测量系统，包括：

激光外差干涉模块，包括双频激光发射器、第一分光棱镜、第一光电探测器，双频激光发射器位于第一分光棱镜的左侧，第一光电探测器位于第一分光棱镜的上方；双频激光发射器发射含相互垂直的第一频率偏振光和第二频率偏振光的光束，第一分光棱镜将含第一频率偏振光和第二频率偏振光的第一光束分成第二光束和第三光束，其中第二光束是一路含有第一频率偏振光与第二频率偏振光差值的参考光束，经第一分光棱镜反射到第一光电探测器上产生参考信号，参考信号用于计算相位差值，第三光束是含有第一频率偏振光与第二频率偏振光的光束且输入后面的光路和光学器件；

第二分光棱镜、第三分光棱镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜；