[发明专利]一种基于同步运动式圆度误差分离装置及方法

摘要

本发明一种基于同步运动式圆度误差分离装置及方法属于精密仪器制造及测量技术领域；该方法主要在超精密圆度测量仪中引入一个可以与超精密圆度误差测量仪回转工作台同向旋转的误差分离转台，通过三次测量含有不同系统分量的圆周信号，分离出被测件的圆度误差、超精密圆度测量仪器的回转工作台径向回转误差和误差分离转台的径向回转误差中的任意一种，与应用最广泛的多步法相比，此方法完全在空域中解决问题，不涉及傅里叶变换，完全避免了谐波抑制，且测量与计算过程简单，无模型误差，为超精密级圆度误差分离提供了一种新的思路。

主权项

1.一种基于同步运动式圆度误差分离装置，包括横向导轨(1)、位移传感器(2)、误差分离转台(4)、回转工作台(5)和竖直导轨(6)，位移传感器(2)在横向导轨(1)上水平向移动，横向导轨(1)带动位移传感器(2)沿竖直导轨(6)上下运动，误差分离转台(4)平放在回转工作台(5)上，误差分离转台(4)与被测件(3)一起回转，回转工作台(5)带动误差分离转台(4)与被测件(3)同轴转动；/n其特征在于，/n在所述基于同步运动式圆度误差分离装置上实现的基于同步运动式圆度误差分离方法，包括以下步骤：/n步骤a、将误差分离转台(4)放置在回转工作台(5)上，粗调误差分离转台(4)与回转工作台(5)同心；/n步骤b、确定被测件(3)的待测截面，沿竖直导轨(6)调整横向导轨(1)及位移传感器(2)的高度，使被测件(3)的待测截面与位移传感器(2)测头在同一截面上，调整被测件(3)，使被测件(3)的待测截面与误差分离转台(4)同心；/n步骤c、将误差分离转台(4)与被测件(3)视为一个整体，调整误差分离转台(4)及其上的被测件(3)与超精密圆度测量仪的回转工作台(5)同心，此步骤主要调整误差分离转台(4)，被测件(3)在误差分离转台(4)上的位置保持不变；/n步骤d、将位移传感器(2)沿横向导轨(1)移动，使位移传感器(2)与被测件(3)可靠性接触，调整位移传感器(2)使位移传感器(2)测力在线性度最好的一段，启动超精密圆度测量仪回转工作台(5)的旋转模式，等待超精密圆度测量仪的回转工作台(5)旋转平稳后，位移传感器(2)进行采样测量，位移传感器(2)拾取的信号为包括回转工作台(5)的径向回转误差S(θ)与被测件(3)待测截面的圆度误差R(θ)的综合误差A(θ)，其中n＝0，1，...，N-1；/nA(θ)＝S(θ)+R(θ) (1)/n步骤e、停止超精密圆度测量仪的回转工作台(5)转动，待停稳后，启动误差分离转台(4)的旋转模式，误差分离转台(4)以与步骤d中超精密圆度测量仪回转工作台(5)同样的转速进行旋转，旋转平稳后，位移传感器(2)进行采样测量，位移传感器(2)拾取的信号为包括被测件(3)待测截面的圆度误差R(θ)与误差分离转台(4)的径向回转误差E(θ)的综合误差B(θ)，其中n＝0，1，...，N-1，此步骤中采样的起始位置与步骤d中的起始位置保持一致；/nB(θ)＝R(θ)+E(θ) (2)/n步骤f、启动超精密圆度测量仪回转工作台(5)的旋转模式并保持误差分离转台(4)的旋转模式开启，待两轴的旋转平稳且速度保持与步骤d中的旋转速度保持一致后，位移传感器(2)进行采样测量，位移传感器(2)拾取的信号为包括仪器回转工作台(5)的径向回转误差S(θ)与被误差分离转台(4)的径向回转误差E(θ)的综合误差C(θ)，其中n＝0，1，...，N-1，此步骤中必须保证误差分离转台(4)与回转工作台(5)的相对位置与步骤d中一致；/nC(θ)＝S(θ)+E(θ) (3)/n步骤g、将步骤d、步骤e、步骤f几路综合误差信号进行数学运算，即分离出被测件(3)指定截面的圆度误差信号，/n /n其中n＝0，1，...，N-1；/n步骤h、将步骤g中分离出的圆度误差信号输入到圆度误差评定系统中进行圆度评定，按使用要求选择圆度评定方法、滤波函数与截止频率，得到被测件(3)指定截面的圆度；/n步骤i、将步骤d、步骤e、步骤f几路综合误差信号进行数学运算，即分离出超精密圆度测量仪的回转工作台(5)径向回转误差信号，/n /n其中n＝0，1，...，N-1；/n步骤j、将步骤i中分离出的超精密圆度测量仪的回转工作台(5)径向回转误差信号输入到圆度误差评定系统中进行圆度评定，按使用要求选择圆度评定方法、滤波函数与截止频率，得到超精密圆度测量仪的回转工作台(5)径向回转误差圆度；/n步骤k、将步骤d、步骤e、步骤f几路综合误差信号进行数学运算，即分离出误差分离转台(4)的径向回转误差信号，/n /n其中n＝0，1，...，N-1；/n步骤l、将步骤k中分离出的误差分离转台(4)的径向回转误差信号输入到圆度误差评定系统中进行圆度评定，按使用要求选择圆度评定方法、滤波函数与截止频率，得到误差分离转台(4)的径向回转误差圆度。/n