[发明专利]一种基于光机耦合的非接触式轴系回转精度测试方法

权利要求书

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；

在步骤201中，调整圆光栅(3)的方法包括：

步骤2011，旋转轴系(1)，使用测量仪器(4)观察圆光栅(3)的测试图案，判断圆光栅(3)在一圈范围内的径向晃动量ΔA和轴向晃动量ΔB；

步骤2012，记录圆光栅(3)在一圈范围内的径向晃动量的最大值maxA和最小值minA；

步骤2013，记录圆光栅(3)在一圈范围内的轴向晃动量的最大值maxB和最小值minB；

步骤2014，使用调整机构(2)调整圆光栅(3)的径向位置和轴向位置；

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；

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，包括以下过程：

取一次轴系(1)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；

再计算测试点距离拟合平面的正向距离maxC，和负向距离minC；

计算出轴系(1)的轴向回转误差为：maxC-minC；

步骤2022，计算轴系的径向回转误差，包括以下过程：

取一次轴系(1)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；

再计算测试点距离拟合圆弧的正向距离maxD和负向距离minD；

计算出轴系(1)的轴向回转误差为：maxD-minD；

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.根据权利要求1或2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，所述圆光栅(3)具有轴向测量基准(301)和径向测量基准(302)。