一种基于靶标轨迹跟踪的主轴径向回转误差测量方法技术

本发明专利技术一种基于靶标轨迹跟踪的主轴径向回转误差测量方法属于精密仪器制造及测量技术领域；该方法依次执行以下步骤：步骤a、点亮标准器；步骤b、调整X向位移导轨，Y向位移导轨和Z向位移导轨，使得图像采集器件能够对靶标回转圆周完整成像；步骤c、控制待测主轴在额定转速下转动；步骤d、在图像采集器件的曝光时间T1、待测主轴的转动周期T2之间满足T1＝T2或T1＝kT2的关系时，图像采集器件对标准器成像，获得靶标轨迹图像；步骤e、对靶标轨迹图像进行预处理和靶标轨迹提取；步骤f、评定靶标轨迹的圆度误差；本发明专利技术不仅不需要高采样频率电容传感器，降低了测量成本，而且能够实现高转速主轴径向回转误差的高精度测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于靶标轨迹跟踪的主轴径向回转误差测量方法
本专利技术一种基于靶标轨迹跟踪的主轴径向回转误差测量方法属于精密仪器制造及测量

技术介绍
随着半导体和超净加工技术的不断发展，高速主轴的技术需求日益增加。主轴转速范围从几千转每分钟上升到几万转每分钟，主轴轴系精度也不断提高，其中，径向回转误差从几百微米提高到几十微米甚至几微米精度。因此，对高速主轴径向回转误差的测量显得更加重要。主轴回转误差也是反映机床动态性能好坏的关键指标之一，通过对回转误差的测试与分析，可以预测理想加工条件下机床所能达到的最小形状误差、表面质量和粗糙度，也可以用于机床加工预测和补偿控制，判断产生加工误差的原因，以及机床的状态监测和故障诊断，还可为机床主轴回转误差预测、控制提供重要的测试基础。目前在高速主轴径向回转误差测量方面，美国雄狮精仪公司的主轴误差分析仪SEA，与我国军标GJB1801-93提到的方法一致。该方法要想保持测量精度，其采用的电容传感器的采样频率要随待测主轴转速提高而增大。例如，当待测主轴的转速达到60000rpm，即待测主轴轴心点晃动频率为1KHz，要想实现25μm的测量精度，电容传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于靶标轨迹跟踪的主轴径向回转误差测量方法，其特征在于，由以下步骤组成：步骤a、点亮标准器(2)；步骤b、调整X向位移导轨(7)，Y向位移导轨(8)和Z向位移导轨(9)，使得图像采集器件(1)能够对靶标(10)回转圆周完整成像；步骤c、控制待测主轴(4)在额定转速下转动；步骤d、在图像采集器件(1)的曝光时间T1、待测主轴(4)的转动周期T2之间满足T1＝T2或T1＝kT2的关系时，图像采集器件(1)对标准器(2)成像，获得靶标轨迹图像；步骤e、对靶标轨迹图像进行预处理和靶标轨迹提取；步骤f、评定靶标轨迹的圆度误差。

【技术特征摘要】
1.一种基于靶标轨迹跟踪的主轴径向回转误差测量方法，其特征在于，由以下步骤组成：步骤a、点亮标准器(2)；步骤b、调整X向位移导轨(7)，Y向位移导轨(8)和Z向位移导轨(9)，使得图像采集器件(1)能够对靶标(10)回转圆周完整成像；步骤c、控制待测主轴(4)在额定转速下转动；步骤d、在图像采集器件(1)的曝光时间T1、待测主轴(4)的转动周期T2之间满足T1＝T2或T1＝kT2的关系时，图像采集器件(1)对标准器(2)成像，获得靶标轨迹图像；步骤e、对靶标轨迹图像进行预处理和靶标轨迹提取；步骤f、评定靶标轨迹的圆度误差。2.根据权利要求1所述的基于靶标轨迹跟踪的主轴径向回转误差测量方法，其特征在于，步骤e所述的预处理，包括以下步骤：步骤e1、对每一个像素点[i,j]取大小为N×N的邻域，分别计算该邻域的四个子区域灰度分布均匀度，然后将均匀度最小的子区域的均值赋予该像素点；所述子区域灰度分布均匀度有如下公式计算：V＝∑f2(i,j)-(∑f(i,j))2/N其中，i、j为某像素点的x坐标和y坐标，f(i,j)为该像素点的灰度值，N＝2k-1，k为正整数；步骤e2、对步骤e1处理之后的靶标轨迹图像进行增强，获取明暗对比清晰的图像；所述获取明暗对比清晰图像的方法通过如下公式实现：

【专利技术属性】
技术研发人员：金鹏，金岸，王雷，林杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23