On-line measurement and evaluation of spindle error motion in ultra precision machine tool

摘要

为了实现对超精密机床主轴回转误差的在线测试与评价,建立了纳米级在线测试与评价系统。对该系统所采用的测试仪器、干扰抑制、数据处理与指标评价方法进行研究。首先,在某台超精密切削机床上搭建了由5个电容传感器组成的5通道测试模块。接着,以多通道高速数据采集模块实现多通道位移数据模拟量的高速采集。然后,对采集的信号进行必要的干扰信号分离。最后,将5通道位移数据转换为易于理解的轴向误差和径向误差数据,并按照同步误差和异步误差进行分离。测试结果表明:该机床主轴工作转速下的径向同步误差为405 nM,径向异步误差为66 nM;轴向同步误差为59 nM,轴向异步误差为54 nM。能够实现超精密机床主轴回转误差的纳米级在线测试,对于超精密光学加工表面的误差溯源和机床主轴性能分析具有重要意义。