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4．3．2 回转轴误差运动 的测量 4．3．2回转轴误差运动的测量 回转轴误差运动是指在回转过程中回转轴线偏离理想轴线位置而出现的附加运动。 回转轴误差运动的测量和控制，是各种精密设备及大型、高速、重载设备的重要技术问题之一。 通过对回转轴误差运动的测定，可以了解回转轴的运动状态和判断产生误差误差运动的原因。 回转轴误差运动的测量实质上是位移的测量，它和一般移测量的区别在于： ①由于回转轴处于旋转状态，用于测量的传感器应该是非接触式的（如电容式或电涡流式）。 ② 回转轴误差运动的测量是多维位移测量，常需要使用多个传感器。 ③ 各个传感器所测得的位移量，均是时间的连续变量，应将各个传感器所测得的数值联系起来分析，才能得到对回转轴误差运动的正确评价。 因此，回转轴误差运动的测量是一个比较复杂的问题。 (1)回转轴的误差运动 若将回转轴置于空间某参考坐标系中来观察，如图4.28所示。 在理想回转状况下，回转轴线CD与空间的某条固定直线AB（取为参考第z轴）应始终重合，并且无相对位移。固定直线AB称为理想直线 。 实际上，由于存在着轴承、轴颈和支承孔的加工误差及轴承静、动载荷的变化等原因，因转轴线的空间位置是在不断变化的，产生了“不需要”的附加运动。 这些运动称为回转轴误差运动。可分为轴向运动z(t) 、纯径向运动 、倾角运动 。 误差运动使回转轴上任何一点发生与轴线平行的移动的和垂直于轴线的平面内的移动。 前者称为该点的轴向运动误差，后者称为该点的径向运动误差，均随测量点所在半径位置不同而异。 所以在讨论误差运动时，应指明测量点位置。 (2)径向回转误差运动的测量 1）双向测量法 这种方法的测量系统如图所示。在主轴前端的摆盘上固定一个精密钢球，作为基准球，用它的表面来“体现”回转轴线。 直接采用回转轴上的某一回转表面作为基准面时，由于形状误差的影响，测量精确度较差。 传感器1和2位于互成90°，并通过基准球中心的径向平面内。 调节摆盘上的螺钉可使固定基准球的法兰盘绕圆球作相对摆动，从而改变基准球相对于回转轴心的安装偏心量。 两个传感器所检测到的实际位移信号经过测量电路处理后，在示波器上以圆图像形式显示。 2）单向测量法 如果不需要测量总的径向误差运动，而只需要测量它在某个方向上的分量，则可将一只传感器置于该方向上来检测，这就是单向测量法。 通常，这里所指的某个方向，对机床而言就是它的敏感方向。 对于车床这类工件回转型的机床，唯有刀尖至主轴理想回转轴线垂直方向的误差运动分量。 对于工件有影响，而垂直于这个方向的误差运动分量对工件的加工质量基本没有影响，所以前者就是车床类机床的敏感方向，测量径向误差运动就应选择在这个方向上进行。 用单向测量法进行测试系统如图4.30所示。 在刀具的安装位置上放置一个位移传感器T，用来沿敏感方向测量基准球在回转中的位移。 传感器的输出信号经放大后与基圆信号发生器R发出的 分别相乘，然后再相加，可得到两路输出。将此两路信号分别送入示波器的X、Y极，便可获得位移信号 叠加在基圆上的圆图像。 (3)圆图像的处理和分析 圆图像一般是在一段时间内连续记录若干转的回转误差运动而获得的。 由于随机因素的影响，各转的误差运动并不重合，因而它是由一组误差运动曲线组成的，称为总误差运动圆图像，如图4.31所示。 各转误差运动曲线的平均曲线，称为平均误差运动图像，如图4.31中的粗线所示。 总误差运动圆像反映了误差运动的总体情况，而平均误差运动圆图像则反映了某种倾向性的误差运动规律。 对圆图像的数值评定，通常采用包容法，即用两个正好包容误差运动图像的同心圆的半径差作为该误差运动大小的评定值，此数值，与所采用的同心圆的圆心位置有关 因此，在给出误差运动数值时，应该同是说明所用的圆心特征。可供选择圆心有最小区域圆圆心（MRC）、图面圆圆心（PC）( 误差运动圆图像的极坐标中心)、最小二乘圆圆心（LSC）、最小外接圆圆心（MCC）和最大内切圆圆心（MIC）。 * * * * * *