【技术实现步骤摘要】
一种超精密机床主轴在线精度分析方法与系统
[0001]本专利技术涉及机械工程
，更具体的说是涉及一种超精密机床主轴在线精度分析方法与系统。
技术介绍
[0002]主轴精度是反映机床性能的主要指标之一，主轴回转误差、位置精度是反映主轴动态性能好坏的关键指标,也是影响机床加工精度的重要因素之一。
[0003]目前工程上精密主轴运动精度的检测与评价装置，一般是采用标准球、高精密电容位移传感器、激光转速测速计、高速采集卡等器件搭建的主轴精度误差分析平台，对主轴旋转状态下的误差运动信号、位置和速度信号进行采集。这种精密主轴运动精度的检测与评价方法，应用于精密级主轴是完全可以的，评价的径向误差精度范围在0.5至100μm。但是对于更高精度的超精密级别的主轴，径向误差精度检测评价范围在5
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12.5nm，要求精确的转速周期信号，及纳米级的主轴轴线平均线和标准球球心重合。而目前的数据采集技术不能满足上述要求，主要有以下2个问题：
[0004]第一个问题，实时采集的转速数据失真。
[0005]目...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超精密机床主轴在线精度分析方法，其特征在于，包括：通过径向电容位移传感器和轴向电容位移传感器分别采集主轴轴线径向位移运动值和轴向位移运动值，并发送给主轴回转误差分析仪，通过主轴增量式旋转编码器采集主轴轴线的正弦转速信号；位置数据信号分线装置将正弦转速信号分别发送至数控系统和位置数据信号传输转换装置；数控系统通过正弦转速信号得到主轴实时的转速和转角位置信息，与输入的数控指令作比较，如果与设定的转速和转角位置值超差，通过主轴伺服单元控制主轴电机对转速和转角位置进行纠偏；位置数据信号传输转换装置将正弦转速信号转换为数字信号，得到数字形式的主轴实时的转速和转角位置信息，并发送至主轴回转误差分析仪；主轴回转误差分析仪基于转速、转角位置信息、径向位移运动值和轴向位移运动值，通过最小二乘法计算主轴径向回转精度和轴向回转精度。2.根据权利要求1所述的一种超精密机床主轴在线精度分析方法，其特征在于，主轴回转误差分析仪具体实现过程为：主轴回转误差分析仪通过转速计算得到单位时间内的主轴旋转圈数；通过每一圈转角位置信息分别与主轴轴线径向位移运动值和轴向位移运动值相对应，得到单转径向回转运动轨迹和单转轴向回转运动轨迹；基于最小二乘法，将单转径向回转运动轨迹和预设的标准圆半径对比，得到单转径向回转精度，将单转轴向回转运动轨迹和预设的标准圆半径对比，得到单转轴向回转精度；通过主轴旋转圈数，计算每一圈对应的单转径向回转精度和单转轴向回转精度，并分别对主轴旋转圈数对应的多个单转径向回转精度和多个单转轴向回转精度均方根值，计算得到主轴最终的径向回转精度和轴向回转精度。3.一种超精密机床主轴在线精度分析系统，其特征在于，包括：径向电容位移传感器、轴向电容位移传感器、主轴增量式旋转编码器、位置数据信号分线装置、位置数据信号传输转换装置、数控系统和误差分析仪；径向电容位移传感器和轴向电容位移传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴东旭，索奇，文平阶，李军，肖北川，
申请(专利权)人：通用技术集团机床工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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