The invention discloses a laser interference detection system of ball bearing surface error and method, including frequency stabilized laser, spatial filter, laser beam expander, a spectroscope, a reference plane mirror, lens, CCD camera and phase shifting device; frequency stabilized laser emitting light path is arranged with a spatial filter, laser beam expander spectroscope, measuring ball lens compensation and ball bearings to be tested; a spectroscope arranged beside the reference plane mirror, phase shifter reference plane reflector can drive the reference mirror move; reference plane mirror, beam splitter, imaging lens and the CCD camera are positioned on the same optical path, the imaging lens and the reference plane mirror set both sides in the relative spectroscope. The measuring system and the method of the invention are simple, and the high-precision positioning requirements of the measured parts are reduced by the method of wave front fitting, thereby improving the accuracy of the detection results. Rapid and high-precision inspection of ball bearing surface errors.
【技术实现步骤摘要】
一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统及方法
本专利技术属于精密激光干涉测量领域,具体涉及一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统及方法。
技术介绍
滚动轴承在精密机械系统中具有广泛的应用,如作为航空发动机转子系统支撑部件、高速铁路车辆支撑部件、机床主轴重要组件等。滚珠作为滚动轴承的核心元件,承担着减小摩擦、承载负载的作用,高精度的轴承滚珠可以增加轴承使用寿命,提高轴承旋转精度。然而,在滚珠的生产过程中,往往会存在一定的加工误差从而导致生产滚珠的面型精度难以得到有效的保障,从而影响到整个轴承的寿命。目前,轴承滚珠的面型误差测量主要有接触式与非接触式测量方法。接触式测量容易划伤被测件且测量效率较低;非接触式测量通过对滚珠进行间接测量得到面型误差,但是对被测件的定位要求精度高,容易在测量中引入定位误差。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足,本专利技术的目的在于提供一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统及方法,其能够对被测轴承滚珠进行高精度的表面面型测量并通过波面拟合算法剔除测量结果中的定位误差,得到精确的滚珠面型测量结果。为实现上述目的,本专利技术采用如下的技术方案:一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统,包括稳频激光器、空间滤波器、激光扩束器、分光镜、参考平面反射镜、成像透镜、CCD相机和移相装置;稳频激光器的出射光路上依次设置有空间滤波器、激光扩束器、分光镜、测球补偿透镜和待测轴承滚珠;分光镜的旁侧设置有参考平面反射镜,参考平面反射镜连接能够驱动其移动的移相装置;参考平面反射镜、分光镜、成像透镜和CCD相机位于同一光路上,成像透镜和参考平面反射镜设置于 ...
【技术保护点】
一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统,其特征在于,包括稳频激光器(1)、空间滤波器(2)、激光扩束器(3)、分光镜(4)、参考平面反射镜(5)、成像透镜(9)、CCD相机(10)和移相装置;稳频激光器(1)的出射光路上依次设置有空间滤波器(2)、激光扩束器(3)、分光镜(4)、测球补偿透镜(7)和待测轴承滚珠(8);分光镜(4)的旁侧设置有参考平面反射镜(5),参考平面反射镜(5)连接能够驱动其移动的移相装置;参考平面反射镜(5)、分光镜(4)、成像透镜(9)和CCD相机(10)位于同一光路上,成像透镜(9)和参考平面反射镜(5)设置于分光镜(4)相对的两侧。
【技术特征摘要】
1.一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统,其特征在于,包括稳频激光器(1)、空间滤波器(2)、激光扩束器(3)、分光镜(4)、参考平面反射镜(5)、成像透镜(9)、CCD相机(10)和移相装置;稳频激光器(1)的出射光路上依次设置有空间滤波器(2)、激光扩束器(3)、分光镜(4)、测球补偿透镜(7)和待测轴承滚珠(8);分光镜(4)的旁侧设置有参考平面反射镜(5),参考平面反射镜(5)连接能够驱动其移动的移相装置;参考平面反射镜(5)、分光镜(4)、成像透镜(9)和CCD相机(10)位于同一光路上,成像透镜(9)和参考平面反射镜(5)设置于分光镜(4)相对的两侧。2.根据权利要求1所述的一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统,其特征在于,参考平面反射镜(5)、分光镜(4)、成像透镜(9)和CCD相机(10)所位于的同一光路与稳频激光器(1)的出射光路垂直。3.根据权利要求1所述的一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统,其特征在于,移相装置包括相互连接的压电陶瓷晶体(6)和压电陶瓷控制器(11);参考平面反射镜(5)连接压电陶瓷晶体(6)。4.根据权利要求1所述的一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统,其特征在于,稳频激光器(1)作为光源,输出频率稳定的光束;光束通过空间滤波器(2)后得到准直的平面光束,再由激光扩束器(3)将准直光束进行扩束,平面光束经过分光镜(4)后被分成垂直的参考光与测量光两路,其中一路参考平面光束入射到参考平面镜(5)后原路返回,另一路测量平面光束入射到球面补偿透镜(7)后调整为球面波,经被测轴承滚珠(8)反射后再次经过球面补偿透镜(7)调整为平面光束,参考光束与测量光束经分光镜(4)后汇合形成干涉现象,通过成像物镜(9)与CCD相机(10)拍摄得到干涉图像。5.根据权利要求1所述的一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的系统,其特征在于,CCD相机(10)和移相装置均连接计算机(12)。6.一种激光干涉检测轴承滚珠面型误差的方法,其特征在于,基于权利要求1至5中任一项所述的一种激光干涉检测轴承滚珠面...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘志刚,郝维娜,顾少伟,令锋超,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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