一种回转工作台的倾斜误差测量方法技术

本发明专利技术公开了一种回转工作台的倾斜误差测量方法，包括：采用电子水平仪对回转工作台进行测量，获得电子水平仪的测量读数；根据测量读数，计算回转工作台的各个旋转角采样点对应实际轴线的平均绝对倾斜度测量值；根据平均绝对倾斜度测量值，计算回转工作台的各个旋转角采样点对应实际轴线与轴线平均线的倾斜误差值；将计算出来的最大倾斜误差值作为回转工作台的倾斜误差；通过该方法可以快速简便地测量回转工作台的倾斜误差，且测量精度较高，因此可以适用于不同工业现场、实验室条件下各类回转工作台的倾斜误差测量。回转工作台的倾斜误差测量。回转工作台的倾斜误差测量。

【技术实现步骤摘要】
一种回转工作台的倾斜误差测量方法


[0001]本专利技术属于精密和超精密加工与检测领域，特别是一种回转工作台的倾斜误差测量方法。

技术介绍

[0002]回转工作台(简称转台)的回转误差包含轴向跳动误差、径向跳动误差、倾斜误差(倾角摆动)等3个分项误差，根据GB/T 17421.7
‑
2016(ISO 230
‑
7:2006)，转台的倾斜误差运动是指在一个相对于轴线平均线成一角度的方向上的误差运动，通常采用基于圆度误差评定的测量方法，通过标准玻璃球的圆度分离出转台轴系的回转误差。
[0003]上述常用测量方法的步骤包括：首先使转台轴系以6r/min速度匀速旋转，电感传感器在标准玻璃球或平晶上等间隔采样，得到2N个测量点数据；然后采用高斯滤波器对数据进行处理；接下来对滤波后的数据进行最小二乘圆处理，剔除0次和一次谐波分量，也就是消除标准玻璃球或平晶的半径和偏心误差；最后求出数据中最大与最小值差，该最大与最小值之差为轴系的径向回转误差或轴向回转误差。标准玻璃球置于转台轴系之上，传感器对玻璃球等间隔采样，评定出来的圆度误差包含两部分，分别是玻璃球本身的圆度和气浮轴系的回转误差；其中圆度误差包括玻璃球的圆度和转台径向回转误差。基于此方法的前提是玻璃球的圆度要远小于气浮轴系的回转误差。大型转台轴系的径向回转误差通常在0.05～0.5μm范围内，所以采用此方法测量时，标准玻璃半球的圆度要远小于0.05μm，通常选用9nm的玻璃球作为圆度基准。角摆误差测量方法同径向跳动误差类似，仅增加一个测量步骤，即将标准玻璃球距离台面加高H距离后再进行一次圆度测量，两次圆度的差值除以H后的反正切值。由此可知，采用上述方程测量转台的倾角误差时，测量步骤繁琐，数据处理复杂，测量难度系数大。
[0004]因此，如何简化转台倾斜误差的测量过程，提高测量精度，成为当前研究的关键问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术提供一种至少解决上述部分技术问题的一种回转工作台的倾斜误差测量方法，该方法可以快速简便地测量回转工作台的倾斜误差，且测量精度较高，因此可以适用于不同工业现场、实验室条件下各类回转工作台的倾斜误差测量。
[0006]本专利技术实施例提供了一种回转工作台的倾斜误差测量方法，包括：
[0007]S1、采用电子水平仪对回转工作台进行测量，获得电子水平仪的测量读数；
[0008]S2、根据所述测量读数，计算所述回转工作台的各个旋转角采样点对应实际轴线的平均绝对倾斜度测量值；
[0009]S3、根据所述平均绝对倾斜度测量值，计算所述回转工作台的各个旋转角采样点对应实际轴线与轴线平均线的倾斜误差值；
[0010]S4、将S3中计算出来的最大倾斜误差值作为所述回转工作台的倾斜误差。
[0011]进一步地，所述S1具体包括：
[0012]S11、将光学平板放在回转工作台上，并标记出光学平板表面指向回转工作台旋转中心的半径线；
[0013]S12、将电子水平仪放在所述光学平板表面的几何中心处，使所述电子水平仪的检测方向对齐标记的所述半径线；
[0014]S13、控制所述回转工作台匀速旋转运动，并采用所述电子水平仪对所述回转工作台进行测量，获得所述电子水平仪的测量读数。
[0015]进一步地，所述S2中，对应的计算公式表示为：
[0016][0017]其中，q(i)表示第i个旋转角采样点对应实际轴线的平均绝对倾斜度测量值；k表示电子水平仪采样时间内回转工作台的旋转周期次数；m表示电子水平仪在回转工作台的单次旋转周期内的采样点数量；z(i)表示测量读数；z(i+l
·
m)表示第(i+l
·
m)个采样点的测量读数；l表示求和变量。
[0018]进一步地，所述S2还包括：采用最小二乘法对所述各个旋转角采样点的平均倾斜度误差值进行拟合，生成正弦函数；所述正弦函数表示为；
[0019]f(α)＝a
·
sin(b
·
α+c)+d
[0020]其中，正弦函数f(α)反映了回转工作台的轴线平均线的最大倾斜度及其对应旋转角；α表示正弦函数的自变量；a值反映了回转工作台的倾斜度；b值反映了回转工作台的转速；c值反映了回转工作台的初始旋转角；d值与电子水平仪的零点偏移呈线性相关。
[0021]进一步地，所述S3包括：
[0022]S31、计算回转工作台的各个旋转角采样点对应实际轴线与轴线平均线的夹角，对应的计算公式表示为：
[0023]c(i)＝q(i)
‑
f(i)，(i＝1，
…
，m)
[0024]其中，q(i)表示第i个旋转角采样点对应实际轴线的平均绝对倾斜度测量值；f(i)表示第i个旋转角采样点对应轴线平均线的倾斜度值；c(i)表示第i个旋转角采样点对应实际轴线与轴线平均线的夹角；
[0025]S32、计算各个旋转角采样点的倾斜误差值，对应的计算公式表示为：
[0026]k(i)＝|(c(i)
‑
c(m/2+i))/2|，(i＝1，
…
，m/2)
[0027]其中，m表示电子水平仪在回转工作台的单次旋转周期内的采样点数量；c(m/2+i)表示旋转角采样点i的对称点对应实际轴线与轴线平均线的夹角。
[0028]与现有技术相比，本专利技术记载的一种回转工作台的倾斜误差测量方法，具有如下有益效果：该方法可以快速简便地测量回转工作台的倾斜误差，且测量精度较高，因此可以适用于不同工业现场、实验室条件下各类回转工作台的倾斜误差测量。
[0029]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0030]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0031]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0032]图1为本专利技术实施例提供的回转工作台的倾斜误差测量方法流程示意图。
[0033]图2为本专利技术实施例提供的水平仪与气浮转台的安装示意图。
[0034]图3为本专利技术实施例提供的水平仪的测量读数示意图。
[0035]图4为本专利技术实施例提供的平均倾斜度测量值示意图。
[0036]图5为本专利技术实施例提供的旋转角采样点的倾斜误差示意图。
[0037]图中：1
‑
光学抛光机床；11
‑
气浮转台；12
‑
光学平板；13
‑
水平仪；20
‑
半径线。
具体实施方式
[0038]下面将参照附图更详细地描述本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回转工作台的倾斜误差测量方法，其特征在于，包括：S1、采用电子水平仪对回转工作台进行测量，获得电子水平仪的测量读数；S2、根据所述测量读数，计算所述回转工作台的各个旋转角采样点对应实际轴线的平均绝对倾斜度测量值；S3、根据所述平均绝对倾斜度测量值，计算所述回转工作台的各个旋转角采样点对应实际轴线与轴线平均线的倾斜误差值；S4、将S3中计算出来的最大倾斜误差值作为所述回转工作台的倾斜误差。2.如权利要求1所述的一种回转工作台的倾斜误差测量方法，其特征在于，所述S1具体包括：S11、将光学平板放在回转工作台上，并标记出光学平板表面指向回转工作台旋转中心的半径线；S12、将电子水平仪放在所述光学平板表面的几何中心处，使所述电子水平仪的检测方向对齐标记的所述半径线；S13、控制所述回转工作台匀速旋转运动，并采用所述电子水平仪对所述回转工作台进行测量，获得所述电子水平仪的测量读数。3.如权利要求1所述的一种回转工作台的倾斜误差测量方法，其特征在于，所述S2中，对应的计算公式表示为：其中，q(i)表示第i个旋转角采样点对应实际轴线的平均绝对倾斜度测量值；k表示电子水平仪采样时间内回转工作台的旋转周期次数；m表示电子水平仪在回转工作台的单次旋转周期内的采样点数量；z(i)表示测量读数；z(i+l
·
m)表示第(i+l
·
m)个采样点的测量读数；l表示求和变量。4.如权利要求3所述的一种回转工作台的倾斜误差测量方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖德锋，张明壮，谢瑞清，赵世杰，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：