一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法技术

本发明专利技术涉及光电角度传感器技术领域，提供一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法，包括：步骤1，搭建非接触式轴系回转精度测试系统；所述非接触式轴系回转精度测试系统，包括：调整机构、圆光栅和测量仪器；待测试的轴系安装在调整机构底部，所述调整机构上安装有圆光栅；所述圆光栅上方配置测量仪器；步骤2，进行轴系非随机回转误差测量，包括步骤201至步骤202：步骤201，调整圆光栅，使圆光栅的中心调整至与轴系的回转中心重合，将圆光栅的平面调整至于轴系的回转中心线垂直；步骤202，计算轴系非随机回转误差；步骤3，进行轴系随机回转误差测量。本发明专利技术能够提高非接触式轴系回转精度测试的精确性和可靠性。系回转精度测试的精确性和可靠性。系回转精度测试的精确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法


[0001]本专利技术涉及光电角度传感器
，尤其涉及一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法。

技术介绍

[0002]轴系是光电角度传感器的主要转换元件，是实现机械位移量向光学量转换的载体，轴系的回转精度直接影响整个传感器在回转测量过程中的运动特性。因此，轴系回转精度检测的技术不仅仅是评价轴系制造精度和刚度等工艺特性的手段，也是分析轴系特性对传感器整机性能的基础，是产品工程化必须攻克的工艺问题。
[0003]目前，轴系回转精度检测采用机械式的位移测量设备，对轴系测试基准面进行直接测量，得到位移变化量来衡量轴系的精度。存在机械测量设备精度不足、引入机械加工误差、接触测量产生的测量误差，进而导致轴系测试精度不足等技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决现有技术的轴系回转精度检测采用的接触式测量带来的由机械加工和接触应力带来的测量误差，导致测量精度不足的技术问题，提出一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法，以提高非接触式轴系回转精度测试的精确性和可靠性。
[0005]本专利技术提供一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法，包括：
[0006]步骤1，搭建非接触式轴系回转精度测试系统；
[0007]所述非接触式轴系回转精度测试系统，包括：调整机构、圆光栅和测量仪器；待测试的轴系安装在调整机构底部，所述调整机构上安装有圆光栅；所述圆光栅上方配置测量仪器；
[0008]步骤2，进行轴系非随机回转误差测量，包括步骤201至步骤202：
[0009]步骤201，调整圆光栅，使圆光栅的中心调整至与轴系的回转中心重合，将圆光栅的平面调整至于轴系的回转中心线垂直；
[0010]步骤202，计算轴系非随机回转误差，包括步骤2021至步骤2022：
[0011]步骤2021，计算轴系的轴向回转误差；
[0012]步骤2022，计算轴系的径向回转误差；
[0013]步骤3，进行轴系随机回转误差测量，包括步骤301至步骤302：
[0014]步骤301，在圆光栅的一圈范围内选取多个测试点，使用测量仪器在每一个测试点进行多次测量，记录每一个测试点的轴向变化量Δa和径向变化量Δb；
[0015]步骤302，确定轴系随机回转误差：将轴向变化量的最大值作为轴系的轴向回转误差，将径向变化量的最大值作为轴系的径向回转误差。
[0016]进一步的，所述调整机构，包括：轴系连接板、光栅安装座、轴向调整结构以及径向调整结构；
[0017]所述轴系连接板用于与待测试的轴系连接，所述光栅安装座与圆光栅连接；
[0018]所述轴系连接板上在圆周方向均匀设置轴向调整结构，且轴向调整结构在轴系连接板和光栅安装座之间；
[0019]所述光栅安装座的侧壁在圆周方向均匀分布径向调整结构。
[0020]进一步的，所述圆光栅具有轴向测量基准和径向测量基准。
[0021]进一步的，在步骤201中，调整圆光栅的方法包括：
[0022]步骤2011，旋转轴系，使用测量仪器观察圆光栅的测试图案，判断圆光栅在一圈范围内的径向晃动量ΔA和轴向晃动量ΔB；
[0023]步骤2012，记录圆光栅在一圈范围内的径向晃动量的最大值maxA和最小值minA；
[0024]步骤2013，记录圆光栅在一圈范围内的轴向晃动量的最大值maxB和最小值minB；
[0025]步骤2014，使用调整机构调整圆光栅的径向位置和轴向位置；
[0026]步骤2015，依次重复步骤2011至步骤2014，直至多次调整后使径向晃动量为最小值，轴向晃动量为最小值，停止调整。
[0027]进一步的，步骤2021，计算轴系的轴向回转误差包括以下过程：
[0028]取一次轴系在调整后的轴向晃动量数据，沿圆周方向记录测试点的数据，利用测试点的数据拟合平面；
[0029]再计算测试点距离拟合平面的正向距离maxC，和负向距离minC；
[0030]计算出轴系的轴向回转误差为：maxC
‑
minC。
[0031]进一步的，步骤2022，计算轴系的径向回转误差包括以下过程：
[0032]取一次轴系在调整后的径向晃动量数据，沿圆周方向记录测试点的数据，利用测试点的数据拟合圆弧；
[0033]再计算测试点距离拟合圆弧的正向距离maxD和负向距离minD；
[0034]计算出轴系的轴向回转误差为：maxD
‑
minD。
[0035]本专利技术提供的一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法，以安装在轴系1上的高精度的圆光栅3作为测量基准，在光栅回转运动过程中，使用高精度全自动影像测量仪等高端装备在线检测轴系回转运动过程中圆光栅几何光轴的变动量，即检测圆光栅的径向晃动量和圆光栅的轴向晃动量，来评价柔性轴系的回转精度。本专利技术采用的高精度圆光栅作为测量基准，其加工精度高于传统的机械加工精度，整个过程不接触测量基准，保证了测量基准的准确性和稳定性。测试过程由光学测试到机械调整再到光学测试如此循环完成，实现光机耦合的测试方法，在测试过程中反复调整，减小测量误差。本专利技术具有精准性、自动化、智能化、数字化和在线检测的特点，改变了传统的机械接触式的检测方法，能满足产品轴系的高精度、高效率、低成本、可靠地检测需求，为产品的工程化奠定工艺基础。
附图说明
[0036]图1是本专利技术提供的基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法的实现流程图；
[0037]图2是本专利技术提供的非接触式轴系回转精度测试系统的结构示意图；
[0038]图3是本专利技术提供的调整机构的结构示意图；
[0039]图4是本专利技术提供的圆光栅的结构示意图(侧面)；
[0040]图5是本专利技术提供的圆光栅的结构示意图(俯视)。
[0041]附图标记：1、轴系；2、调整机构；3、圆光栅；4、测量仪器；201、轴系连接板；202、光栅安装座；203、径向调整结构；204、轴向调整结构；301、轴向测量基准；302、径向测量基准。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。
[0043]如图1所示，本专利技术实施例提供的基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法，包括：
[0044]步骤1，搭建非接触式轴系回转精度测试系统。
[0045]如图2所示，所述非接触式轴系回转精度测试系统，包括：调整机构2、圆光栅3和测量仪器4。
[0046]待测试的轴系1安装在调整机构2底部，所述调整机构2上安装有圆光栅3；所述圆光栅3上方配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法，其特征在于，包括：步骤1，搭建非接触式轴系回转精度测试系统；所述非接触式轴系回转精度测试系统，包括：调整机构(2)、圆光栅(3)和测量仪器(4)；待测试的轴系(1)安装在调整机构(2)底部，所述调整机构(2)上安装有圆光栅(3)；所述圆光栅(3)上方配置测量仪器(4)；步骤2，进行轴系非随机回转误差测量，包括步骤201至步骤202：步骤201，调整圆光栅(3)，使圆光栅(3)的中心调整至与轴系(1)的回转中心重合，将圆光栅(3)的平面调整至于轴系(1)的回转中心线垂直；步骤202，计算轴系非随机回转误差，包括步骤2021至步骤2022：步骤2021，计算轴系的轴向回转误差；步骤2022，计算轴系的径向回转误差；步骤3，进行轴系随机回转误差测量，包括步骤301至步骤302：步骤301，在圆光栅(3)的一圈范围内选取多个测试点，使用测量仪器(4)在每一个测试点进行多次测量，记录每一个测试点的轴向变化量Δa和径向变化量Δb；步骤302，确定轴系(1)随机回转误差：将轴向变化量的最大值作为轴系(1)的轴向回转误差，将径向变化量的最大值作为轴系(1)的径向回转误差。2.根据权利要求1所述的基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法，其特征在于，所述调整机构(2)，包括：轴系连接板(201)、光栅安装座(202)、轴向调整结构(204)以及径向调整结构(203)；所述轴系连接板(201)用于与待测试的轴系(1)连接，所述光栅安装座(202)与圆光栅(3)连接；所述轴系连接板(201)上在圆周方向均匀设置轴向调整结构(204)，且轴向调整结构(204)在轴系连接板(201)和光栅安装座(202)之间；所述光栅安装座(202)的侧壁在圆周方向均匀分布径向调整结构(203)。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄龙，廖祖平，严情木，马强，
申请(专利权)人：大连探索者科技有限公司，
类型：发明
国别省市：