[发明专利]一种主轴回转误差测量方法、装置及系统

权利要求书

1.一种主轴回转误差测量方法，其特征在于，包括：

获取主轴处于旋转加工状态时的正余弦信号；

对所述正余弦信号进行信号转换得到方波信号；

利用所述方波信号在所述主轴的水平方向和竖直方向进行等角度采样，得到所述主轴的回转数据；

通过数理统计法对所述回转数据进行回转误差计算，得到所述主轴在水平方向上的水平回转误差分量和在竖直方向上的竖直回转误差分量；

将所述水平回转误差分量和竖直回转误差分量进行合并处理，得到所述主轴的回转轴心的运动轨迹；

对所述主轴的回转轴心的运动轨迹进行回转误差评定，得到所述主轴的回转误差。

2.根据权利要求1所述的主轴回转误差测量方法，其特征在于，所述对所述正余弦信号进行信号转换得到方波信号，包括：

对所述正余弦信号进行滤波处理；

对滤波处理后的正余弦信号进行信号放大处理；

对信号放大处理后的正余弦信号进行信号转换，得到方波信号。

3.根据权利要求1所述的主轴回转误差测量方法，其特征在于，利用所述方波信号在所述主轴的水平方向和竖直方向进行等角度采样，得到所述主轴的回转数据，包括：

基于所述方波信号的上升沿或下降沿，通过水平方向上的位移传感器和竖直方向上的位移传感器分别对旋转加工状态下的所述主轴进行等角度采样，得到在水平方向上采样的n×m个采样点的位移数据和在竖直方向上采样的n×m个采样点的位移数据，其中n表示所述主轴的外圆轮廓上n个等角度间隔的点，m表示所述主轴的旋转圈数。

4.根据权利要求3所述的主轴回转误差测量方法，其特征在于，所述通过数理统计法对所述回转数据进行回转误差计算，得到所述主轴在水平方向上的水平回转误差分量和在竖直方向上的竖直回转误差分量，包括：

通过数理统计法对所述水平方向的n×m个采样点的位移数据执行水平方向回转误差计算过程；

其中，所述水平方向回转误差计算过程，包括：

计算每一采样点在水平方向的形状误差r_i和回转误差x_i，其中d_i＝x_i+r_i，d_i表示相对于第i个采样点，所述主轴外圆轮廓在水平方向上的交点到坐标原点O之间的距离，所述坐标原点O为垂直在同一平面的两个位移传感器在水平方向和竖直方向上的相交点；

计算所述主轴在水平方向上每转的形状误差r_k；

对距离d_i进行转换，得到d_i＝L-S_xi，其中，S_xi表示水平方向上的位移传感器的采集数据，L表示水平方向上位移传感器到坐标原点O的距离；

对所述形状误差r_i进行去直流分量处理得到形状误差Δr_i，其中Δr_i＝r_i-R，R表示所述形状误差r_i的直流分量；

对所述采集数据S_xi进行去直流分量处理得到采集数据ΔS_xi，其中ΔS_xi＝S_xi-S_x，S_x表示所述采集数据S_xi的直流分量；

对所述回转误差x_i进行去直流分量处理得到回转误差Δx_i，其中Δx_i＝x_i-I，I表示所述回转误差x_i的直流分量；

对所述形状误差r_k进行去直流分量处理得到形状误差Δr_k，其中Δr_k＝r_k-R；

联立所述形状误差r_k、采集数据S_xi和形状误差Δr_k并进行等式变换后得到形状误差Δr_k＝L-I-R-S_xk和距离L＝I+R+S_x，其中S_xk表示水平方向上位移传感器检测到的第k个采样点的位置信号的平均值；

将距离L＝I+R+S_x代入公式Δr_k＝L-I-R-S_xk得到