基于单张灰度图像的精密主轴五自由度运动误差测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单张灰度图像的精密主轴五自由度运动误差测量方法；将表面经过简单加工的工件放置于超精密气浮主轴上，在超精密气浮主轴运动时，通过带有白光干涉镜头的工业相机采集工件表面的灰度图像，对采集到的灰度图像进行分析计算，通过工件表面的边缘特征和光强分布得到超精密气浮主轴的五自由度运动误差。本发明专利技术的检测方法不需要高精度标准件或者复杂的测量装置，不需要通过繁琐操作分离测量工件的加工误差，仅通过带有白光干涉镜头的显微视觉图像采集系统和表面简单加工的测量工件就可以实现超精密气浮主轴的纳米级精度的跳动误差和微弧度级的偏摆误差的检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超精密工程，涉及一种基于单张灰度图像的精密主轴五自由度运动误差测量系统的测量方法。

技术介绍

1、随着微电子、航空航天、生物工程等新兴技术的发展，对于零件加工精度的要求越来越高，逐渐发展到微米级以上，并朝着纳米级、亚纳米级发展。为了满足超精密加工的精度要求，超精密的机床是基础条件。超精密气浮主轴作为机床的核心部件，超精密气浮主轴的运动误差是影响加工精度的重要因素之一，所以对超精密气浮主轴运动误差的测量对于提高加工精度有着重要意义。

2、任何旋转物体在空间中都有6个自由度：三个直线运动和三个旋转运动，对于旋转主轴来说，除去主轴自身绕轴平均线旋转的既定运动外，其余五个方向的运动都是误差运动，包括：

3、径向误差运动：主轴在垂直于轴平均线的方向的跳动，包含两个自由度的运动，通常称为沿着x、y方向的跳动；

4、轴向误差运动：与轴平均线同轴的跳动，包含一个自由度，通常称这个误差运动为沿着z方向的跳动；

5、偏摆误差运动：与轴平均线成一个角度的偏摆运动，包含两个自由度，通常称这两个误差运动为绕着x、y方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于单张灰度图像的精密主轴五自由度运动误差测量系统，其特征在于，所述测量系统包括超精密气浮主轴(1)、测试工件(2)、白光干涉镜头(3)、适配器(4)、工业相机(5)、计算机(6)、光纤冷光源(7)，所述测试工件(2)固定于超精密气浮主轴(1)上，所述白光干涉镜头(3)设置于适配器(4)的一端上并与所述测试工件(2)相对设置，所述光纤冷光源(7)与白光干涉镜头(3)连接，工业相机(5)位于适配器(4)的另一端上，

2.根据权利要求1所述的基于单张灰度图像的精密主轴五自由度运动误差测量系统的测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

【技术特征摘要】

1.一种基于单张灰度图像的精密主轴五自由度运动误差测量系统，其特征在于，所述测量系统包括超精密气浮主轴(1)、测试工件(2)、白光干涉镜头(3)、适配器(4)、工业相机(5)、计算机(6)、光纤冷光源(7)，所述测试工件(2)固定于超精密气浮主轴(1)上，所述白光干涉镜头(3)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志伟，杨杰，黄鹏，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：