基于光干涉法的主轴轴向窜动测量系统仿真与分析

摘要

机床主轴动态误差参数主要包括径向跳动、摆动角度和轴向窜动。该参数的测量方法量程小、受环境干扰大、不能在加工中实时测量,测试还需要引入标准球或标准棒。在测量过程中需要分离其引入的制造误差和装配误差。为了解决这些问题,将主轴轴向窜动误差分离出来单独测量,可提高机床主轴轴向窜动测量精度。采用了光干涉非接触测量法,设计了光学测量系统和机械结构。设备包括探测部分、找正部分和固定部分。探测部分和找正部分配合起来使用就忘满足射光路与主轴回转轴线重合;探测部分和固定部分配合使用测量机床主轴轴向窜动位移。固定部分设计了内凹角锥反射镜,只对主轴轴向窜动情况进行测量,避免了径向位移和摆动角度两种动态误差的干扰。此外,还设计了找正和测量2个工作过程,并对光学系统在两个工作过程光能量图进行了ZEMAX软件仿真,该测量系统及测量方法简化了测量数据处理的复杂性,可以在机床加工过程中进行实时测量,减少了其他误差和环境的干扰,进一步提高了测量的精度。