简要叙述机床回转轴回转精度检测的实验方案
「背景资料 综合实验一机床主轴回转误差运动测试」
实验一机床主轴的回转误差运动测试随着科学技术的飞速发展,很多行业对回转轴差动误差的测量都极为重视,例如,有许多行业的设备都需要高精度的机械零件，它们的形状误差和表面粗糙程度往往要求在0.1~０.２5μm以下。
要加工出这样高精度的机械零件,需要多方面的条件来配合才能够满足要求,其中的机床主轴的回转精度是最关键的条件之一。
而测量主轴的误差运动则可以了解机床主轴的回转状态及产生误差的原因，对机床的加工而言,它可以用来预测机床的理想加工条件下所能达到的最小形状误差,并判断产生加工误差的原因。
本实验对如何正确测量机床主轴的误差运动进行一些探讨。
一、有关的基础知识1 轴误差运动理想回转轴线——回转轴运转时，其轴心线在空间的位置稳定不变,即与空间的一条直线相重合,且无轴向的相对移动,我们就称这条固定直线为理想轴线。
但实际上，回转轴组件由于各零件的加工误差及安装误差存在，它的回转轴线在空间的位置是漂移的,并非固定不变。
那么,我们就把回转过程中实际的回转轴轴心线对理想线的相对位置的相对位移定义为回转轴的误差运动。
在实际研究中,往往根据不同的研究对象和目的，可以将理想轴线有选择地和不同的元件“固接”在一起。
例如,我们研究轴承时,可以把理想轴线和轴壳“固接”，这时的误差运动是回转过程中回转轴线对轴承壳体的相对运动,反映出轴承的回转质量,如果研究的是加工设备（如机床)，对刀具回转类机床,理想轴线可以与工件“固接”；对于工件回转加工类机床,理想轴线则可与刀具“固接”;这时主轴的回转误差运动就是刀具——工件之间的相对位移,反映出来的是加工误差。
但应注意,回转误差运动是一个复杂的合成误差，它是由几个方向的误差所组成，下面来具体分析（见图1-1）：总的来讲,实际回转轴线对理想轴线AB在每一个瞬间的相对运动可以分解为三类五个运动：纯轴向运动z(t)，纯径向运动x(ｔ)和y(t)，倾角运动α（t)和β（t)。
从分解的五种运动的特点可看出，径向误差运动r（t)是由纯径向运动x(t) 、ｙ（t) 和倾角运动α（t)、β(t)合成的结果。
回转精度的测试原理和方法
回转精度的测试原理和方法回转精度那可太重要啦！就好比钟表的指针，要是不准，时间就乱套了。
那回转精度咋测试呢？首先，得有专门的测试设备吧。
把要测试的东西装上去，让它转起来。
然后通过各种传感器啥的，测量它的偏差。
这就像你开车看导航，要是导航不准，你不得走冤枉路嘛！
测试的时候可得注意安全。
万一设备飞出来咋办？那可不得了！所以一定要固定好。
稳定性也很关键啊，要是转着转着晃悠起来，那还咋测准确？这就跟你站在摇晃的船上拍照一样，能拍好才怪呢！
回转精度的测试在很多领域都有用啊。
比如机械加工，要是精度不行，零件能合格吗？还有航空航天，那要求更高啦！这优势不就很明显嘛，能保证产品质量，提高效率。
不然做出来一堆废品，那不得哭死！
给你说个实际案例哈。
有个工厂生产齿轮，一开始回转精度不行，产品老是出问题。
后来经过测试调整，哇，质量一下子就上去了。
这效果，杠杠的！
所以说，回转精度的测试真的很重要啊！一定要重视起来，不然吃亏的可是自己。
机床主轴回转精度实验报告
机床主轴回转精度实验报告姓名：学号：实验时间：课程名：制造技术基础实验室：金切实验室机械制造及其自动化2012一、实验概述随着机械制造业的发展，对零件的加工精度要求越来越高，由此对机床精度要求也越来越高。
作为机床核心——主轴部件的回转误差运动，直接影响机床的加工精度，它是反映机床动态性能的主要指标之一，在《金属切削机床样机试验规范》中已列为机床性能试验的一个项目。
多年来，国内外一直在广泛开展对主轴回转误差运动测量方法的研究，并取得一定的成果。
研究主轴误差运动的目的，一是找出误差产生的原因，另一是找出误差对加工质量影响的大小。
为此，不仅对主轴回转误差运动要能够进行定性分析，而且还要能够给出误差的具体数值。
二、实验目的1.通过实验，熟悉机床主轴运动误差的表现特征、评定方法、及测定技术、产生原因及对机床加工精度的影响。
使同学加深理解工艺装备运动精度与加工误差的关系；2.理解主轴回转误差的测量数据处理技术与基本原理。
三、实验要求1.实验员演示主轴回转误差测量的全过程，讲解主轴回转精度的定义、主轴回转误差测量原理和测量仪器的操作方法；2.同学观察实验过程，记录实验数据，并学习使用MATLAB完成实验数据处理，将实验数据处理过程的计算和结果写入实验报告。
四、报告内容1.简述实验系统的组成结构与原理；2. 什么是主轴回转误差运动？造成机床主轴回转运动误差的因素可能有哪些？3.实验数据记录与处理数据采样时间固定为2ms；测量距离单位为mm；4.采用Matlab绘制极坐标误差带圆图并打印1）从采样记录文件按单周采样点数(n)截取数据；2）打开matlab，使用file->Import导入数据文件，数据将保存在data变量中；3）使用命令x=(0 : 2*pi/n : 2*pi-2*pi/n )生成极坐标刻度，并进行转置x=x’;4）使用polar（x，data）命令，绘制极坐标图。
主轴回转精度的测定
实验主轴回转精度的测定一、 概述随着机械制造业的发展，对零件的加工精度要求越来越高，由此对机床精度要求也越来越高。
作为机床核心——主轴部件的回转误差运动，直接影响机床的加工精度，它是反映机床动态性能的主要指标之一，在《金属切削机床样机试验规范》中已列为机床性能试验的一个项目。
多年来，国内外一直在广泛开展对主轴回转误差运动测量方法的研究，并取得一定的成果。
研究主轴误差运动的目的，一是找出误差产生的原因，另一是找出误差对加工质量影响的大小。
为此，不仅对主轴回转误差运动要能够进行定性分析，而且还要能够给出误差的具体数值。
过去流行的测试与数据处理方法，是传统的捷克VUOSO双向测量法和美国LRL单向测量法。
前者适用于测试刀具回转型主轴径向误差运动,后者适用于测试工件回转型主轴径向误差运动。
两种方法都是在机床空载或模拟加工的条件下，通过对基准球(环)的测量，在示波器屏幕上显示出主轴回转而产生的圆图象。
将圆图象拍摄下来便可用圆度样板读取主轴径向误差运动数值。
这种测试方法虽然能够在试验现场显示图形，直观性强，便于监视机床的安装调试，但也存在一些不足，如基准钢球的形状误差会复映进去，不能反映切削受载状态,存在一定的原理误差等。
所以测量精度难以提高，实际应用受到一定限制。
经过多年的研究，目前主轴误差运动主轴误差运动的测试与数据处理方法有了很大的改进，引入频镨分析理论和FFT变换技术，通过用计算机来进行测量数据处理，使整个测量过程更方便、数据处理更科学、测量结果更正确。
二、 实验目的1．了解机床主轴回转误差运动的表现形式、定义、评判原则、产生原因及对机床加工精度的影响。
2．懂得主轴回转误差的测量方法及实验原理。
三、 主轴径向误差运动的测试原理及方法1．主轴回转误差运动主轴回转时，在某一瞬时，旋转的线速度为零的端点联线为主轴在该瞬时的回转中心线。
理想情况下，主铀回转中心线的空间位置，相对于某一固定参考系统应该是不随时间变化的。
机床主轴回转精度测试4-600
机床主轴回转精度测试实验报告1、基本信息车床型号：C2-6136HK测试人:郭雪东测试日期:2014-5-222、测试条件传感器名称：默认传感器灵敏度(mV/μm):25.000分辨率(μm/puls)):.024系统参数量程(μm)：25.000主轴转速(r/min):610主轴直径(mm):10.1803、测试结果测量次序K圆度值(μm)R平均值(μm)±3S值(μm)K圈圆度值(μm)19.1535114.6807.6239.15328.9345114.7637.2949.04438.8155114.6197.4178.96848.9585114.8087.3998.96558.6685114.6637.2998.90668.7125114.7857.4188.87478.5005114.6627.2688.82088.9305114.7167.5608.83498.9735114.7567.3048.849109.2085114.7237.5648.885118.8565114.8077.3478.883129.0505114.6557.4838.897139.0145114.8207.4038.906149.1555114.6677.3838.923159.0215114.8067.4668.930168.6925114.6857.2298.915179.1275114.7157.6648.927188.9785114.7297.2918.930199.0155114.7147.5548.935208.5045114.7557.2838.913第1圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第2圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第3圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第4圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第5圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第6圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第7圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第8圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第9圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第10圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第11圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第12圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第13圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第14圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第15圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第16圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第17圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第18圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第19圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图第20圈时域图圆坐标图(单位mm）频域图。
主轴回转精度测量方法
Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｆｓ ｉｄｅ Ｓ ｒ ｔ ｔ ｎ ａ ｃ ｒ ｃ ａ ｕｅ ｎ ｔ ｏ ｓ ｏ ｐｎ ｌ ｏａ ｉ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ
Ｙ ｕ ＡＯ Ｊ ｎ，Ｗ Ａ ＮＧ ｉｇ Ｐｎ
（ ｏ ｅｅｏ ｅｈ ｎｃｌ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｔａｊ ｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎｅ＆Ｔ ｃｎ ｌｇ ， ｉ ｊ ０ ２ ２ Ｃ Ｎ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ａｉａ Ｅ ｇ ｅ ｒ ， ｉ ｉ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｉ ｃ ｌ Ｍ ｎ ｎ ｎｎ ｔ Ｓｅ ｅｈ ｏ ｙ Ｔａ ｉ ３ ０ ２ ． （ ） 向法 １单
基 于工件 回转 的 主轴 ， 只安 装 位 于 敏感 方 向ｔ 的
一
个 传感 器 ， 叫做 单 向法 。把 比主轴 回转 精度 至少 高
一
个数 量等级 的基 准球 或 基 准 环 安装 在 主轴 上 ， 后 然
量， 往往集成到机床 内部作为系统闭环控制的反馈检
Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ Ｓ ｉ ｄ ｅ ｓ Ｒｏ ａｉｎ Ａｃ ｕ ａ ｙ；Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｙ ｒ ： ｐ ｎ ｌ ｔｔｏ ｃ ｒ ｃ ａ ｕ ｅ ｎ ；Ｄａａ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｔ ｏ ｅ ｓｎｇ；Ｅｒｏ ａｙ ｉ ｒ ｒＡｎ ｌ ｓｓ
产 品制造 精度 的 提高 ， 于 机 床 加工 精 度 的要求 对
ｌ 主轴 回转精度的动态测试 方法
在众 多 的动 态测 试 方 法 中 ， 内外 较 普 遍 的是 使 国 用 电容或 电感 涡流传 感器 对安装 在 主轴上 的标 准球 进 行单 点或 多点测 量 ， 年来 随着 科 学技 术 的发 展 也 出 近 现 了一些 新 的主轴 回转 精 度 测试 方 法 ： 于虚 拟 仪 器 基 的测 试方 法 、 于 Ｃ Ｄ 系统 的测 试 方 法 等 ， 面 都 将 基 Ｃ 下
数控机床回转轴位置精度的自动检测
数控机床回转轴位置精度的自动检测一、仪器组成仪器由ML10激光头、角度折射镜、反射镜托架、RX10基准回转分度气（下图）、RX10控制电箱、计算机、打印机组成。
二、测量原理激光头发出的光束，通过角度折射镜分裂成两束平行光束，并折射到角度反射镜再反射回角度折射镜合并成一束光，然后被激光头探测孔接收。
当被测回转轴发生转动时，返回光束中产生移动性干涉条纹，这些条纹被激光头探测孔接收，通过内部的光检测器进行检测。
内插和计数电路记录移动产生的条纹数目。
测量软件通过反正弦计算对此进行修正，把线性条纹计数器的读数，转换成角度读数，然后再计算角度误差并显示在计算机屏幕误差栏中。
三、测量方法1.RC10基准回转分度器常用术语A面：由分度器马达驱动的那一面，也是安装角度反射镜的面。
B面：永久地固定在分度器壳体上的那一面，也是安装被测量回转轴的面。
基准位置：当分度器圆柱体上的红点与A面上的红点对准且分度器处于锁定状态时，即分度器处于基准位置。
锁定与解除状态时：当分度气圆柱体与A面之间没有间隙时，分度器被锁定，即软件采集数据状态；当分度器从锁定状态切换到解除锁定状态时，A面与分度器主体脱离，A面向上移动约2.5mm，随着被测量回转轴的转动，A面通过分度器的海司(Hirth)轴，以每5°为一节反向回转到被测量回转轴所转动的基准位置。
以确保激光光束能够返回到激光头探测孔里面。
2.测量采用RXIO回转轴精度测量软件以及相配套的基准回转分度器，把角度反射镜安装在基准回转分度器顶板（A面）上，再将基准回转分度器安装在被测量回转轴上，角度折射镜安装在机床比较合适的位置上（尽可能靠近基准回转分度器），然后调试激光干涉仪与角度折射镜和角度反射镜之间的光路准直，并确保基准回转分度器，在锁定与解除锁定状态下以及两个终端目标位置之间切换时，光路强度信号在测量范围之内。
开始测量时，首先确定测量基准位置，当被测量回转轴转动到某一个目标位置时，基准回转分度器从锁定状态切换到解除锁定状态，固定在基准回转轴分度器上的顶板（A面）与基准回转分度器主体脱离，顶板（A面）拖起角度反射镜向上移动约2.5mm，然后向相反方向以每5°为一节回转到被测量回转轴所转动的基准位置上。
五轴机床回转轴精度检测
五轴机床回转轴精度检测摘要：与三轴机床相比，五轴机床能加工复杂曲面，具有加工效率高、装夹方便等优点。
然而，五轴机床的结构更复杂，两个回转轴会引入额外的几何误差，从而极大地影响了机床精度。
关键词：五轴机床；误差；检测五轴数控机床是现代制造技术的关键设备，用于加工高精度、复杂的曲面零件，其精度和技术水平在一定程度上决定了当前的工业水准。
五轴数控机床以其加工精度高、可靠性高、柔性好等优点，在航空航天、航海、医疗设备、军事等先进现代制造领域取得了巨大成就，得到了广大用户的认可，为制造企业的进一步研究做好了铺垫。
一、五轴数控机床发展概况五轴加工中心是一种专门用于加工机翼、叶轮、叶片、重型发电机转子等具有复杂空间曲面零件的高科技含量、高精密度的现代数控加工中心。
其优点为：①能加工一般三轴联动机床不能加工或无法一次装夹加工完成的自由曲面，节省装夹次数和时间。
②可提髙空间曲面加工精度、效率、质量。
一直以来，国内五轴数控机床相对于国外整体水平还较低，主要原因在于机床关键功能还未实现自主研发，与国外同类产品相比，国产机床稳定性、精度等指标较差，同时，在高精度技术含量精密机床方面，国外对我国实行技术封闭和进口限制，目前国内市场上的五轴机床仍以进口机床为主。
但国家十分重视机床行业的发展，2009年初启动了“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项，重点支持高档数控机床、基础制造装备、数控系统、功能部件、工具、关键部件、共性技术等方面的研发，且在各高校及相关企业的共同努力下，我国五轴数控机床技术也得到了飞速发展，已逐渐形成为较成熟的产品。
国内著名的五轴数控机床生产厂家有沈机集团、大连机床厂、济南二机床、昆明机床厂、普什宁江机床厂等。
随着经济的发展和国防建设的需要，用户对设备需求正向柔性、生产效率、功能多样和高性能等个性化需求方向转移，由此也促进了数控机床向高速高效化、模块化、高精度和复合加工等方向发展，对带动和提升我国机床工业水平具有重要战略意义。
机床主轴回转精度实验报告
实验报告
实验名称：机床主轴的回转精度实验
班级：
姓名：
学号：
成绩：
湖南工业职业技术学院机械系数控中心
实验三：机床主轴的回转精度实验
一、实验目的：
1、掌握机床回转误差运动状态及对工件加工精度的影响；
2、了解车床主轴回转误差的测量方法。
二、实验器材：
1、C620车床一台，
2、圆柱心棒一根，
3、千分表三个。
实验方法：
4、按图示把心轴安装到车床主轴上；
2、按图示安装上千分表；分别离主轴前端50mm，100mm，200mm，400mm，600mm处测量各一次；
3、低速（150r/min）开动机床，记录跳动值和窜动值；
4、高速（630r/min）开动机床，记录跳动值和窜动值；
5、依下列方式计算出角向摆动：
tgα=（600mm处的跳动值－100mm处的跳动值）／（600－100），多算几处，取平均值。
主轴回转精度的测定
实验主轴回转精度的测定一、 概述随着机械制造业的发展，对零件的加工精度要求越来越高，由此对机床精度要求也越来越高。
作为机床核心——主轴部件的回转误差运动，直接影响机床的加工精度，它是反映机床动态性能的主要指标之一，在《金属切削机床样机试验规范》中已列为机床性能试验的一个项目。
多年来，国内外一直在广泛开展对主轴回转误差运动测量方法的研究，并取得一定的成果。
研究主轴误差运动的目的，一是找出误差产生的原因，另一是找出误差对加工质量影响的大小。
为此，不仅对主轴回转误差运动要能够进行定性分析，而且还要能够给出误差的具体数值。
过去流行的测试与数据处理方法，是传统的捷克VUOSO双向测量法和美国LRL单向测量法。
前者适用于测试刀具回转型主轴径向误差运动,后者适用于测试工件回转型主轴径向误差运动。
两种方法都是在机床空载或模拟加工的条件下，通过对基准球(环)的测量，在示波器屏幕上显示出主轴回转而产生的圆图象。
将圆图象拍摄下来便可用圆度样板读取主轴径向误差运动数值。
这种测试方法虽然能够在试验现场显示图形，直观性强，便于监视机床的安装调试，但也存在一些不足，如基准钢球的形状误差会复映进去，不能反映切削受载状态,存在一定的原理误差等。
所以测量精度难以提高，实际应用受到一定限制。
经过多年的研究，目前主轴误差运动主轴误差运动的测试与数据处理方法有了很大的改进，引入频镨分析理论和FFT变换技术，通过用计算机来进行测量数据处理，使整个测量过程更方便、数据处理更科学、测量结果更正确。
二、 实验目的1．了解机床主轴回转误差运动的表现形式、定义、评判原则、产生原因及对机床加工精度的影响。
2．懂得主轴回转误差的测量方法及实验原理。
三、 主轴径向误差运动的测试原理及方法1．主轴回转误差运动主轴回转时，在某一瞬时，旋转的线速度为零的端点联线为主轴在该瞬时的回转中心线。
理想情况下，主铀回转中心线的空间位置，相对于某一固定参考系统应该是不随时间变化的。
主轴回转精度测量方法
［ 10 ］ （ 美） 马尔金 S． 磨削技术理论与应用［M］ ． 蔡光起， 等译． 沈阳： 东
第一作者： 熊金奎， 男， 1976 年生， 研究生， 从事先
* 国家自然科学基金资助（ 50675155 ） · 176 ·
文章编号： 111251 如果您想发表对本文的看法， 请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。
主轴回转精度测量方法
姚
摘
*
俊
王
平
（ 天津科技大学机械工程学院， 天津 300222 ） 要： 首先介绍了各种机床主轴回转精度测量方法及其原理， 包括单点法 、 双点法、 三点法、 虚拟仪器法、 CCD 法和轴向窜动误差的测量； 然后介绍了测量数据的处理和误差分析方法， 指出各种测量方法的 特点， 并总结了各种测量方法的一般性选择原则 。 关键词： 主轴回转精度 中图分类号： TH133． 2 测量 数据处理 误差分析 文献标识码： B
以主轴上位置 2 （ 图 1a ） 为起始位置进行测量， 得 出相应的误差信号为 T1 （ θ） ， 可以表示为 T1 （ θ ） = R （ θ ） + d （ θ ） + r （ θ ） （ 1） 两个特性非常接近的电容式位移传感器 S1 和 S2 在圆周方向相隔 180° 对称安装， 主轴回转一圈采样 n 个点， 所测信号包括被测件圆度误差信号 R （ θ） 和主轴 回转误差信号 e （ θ ） 。 开始位置如图 3a 所示， 传感器 分别测得第 O 点的信号 S1 （ θ0 ） 和 S2 （ θ0 ） 为 S 1 （ θ0 ） = R （ θ0 ） + e （ θ0 ） （ 4）
［ 1 ］
测环节使用， 方法复杂。
机床主轴回转精度测试实验平台设计
- 50 -工 业 技 术０ 概述近年来主轴回转误差的检测一直在广泛而深入地进行，并且取得了很大的成果。
在外国，国际机械生产技术研究协会经过4年的工作，于1976年正式发表了“关于回转轴性能要求和误差测定的统一”文件；在国内，全国高校机械工程测试技术研究会、中国机械工程学会机械加工学会自1981年以来共召开了五次全国高精度回转轴系测试基本理论和应用学术讨论，所讨论的问题在深度、广度上都达到了相当高的水平。
轴系回转精度测试方法包括模拟量测试法和数字量测试法两种。
模拟量测试方法简便、直观，但有些测试方法精度不高。
随着微机的普及，轴系回转精度的测试己由模拟量测试法向数字量测试法发展，此方法具有较高的数据处理精度，适用于对主轴回转精度的测试。
虽然国内外已经对主轴回转误差检测的方法进行了研究，但专门用于检测该精度的试验装置还不够成熟，因此本文在前人研究的基础上，重点对机床主轴回转精度测试试验平台进行设计。
１ 回转精度测量方法研究１．１ 回转精度数学描述机床回转主轴的误差由轴向和径向两个方向组成。
轴向误差由自由度引起，此误差容易消除。
径向误差为4个自由度基础上的误差，但可对其进行简化。
当主轴运动时，主轴横截面内任意一点的运动随时间的变化可以通过二维向量来表示。
该点的回转运动可表示成复函数N （t ），且可由圆周运动Nr （t ）与径向误差运动Ne （t ）叠加来表示，且Ne （t ）与Nr （t ）正交。
１．２ 回转运动频率分析在某一恒定转速下，转轴质量离心偏差形成的周期性轨迹其转速与频率相同。
轴上一点的运动N （t ）可具有周期性，定义主轴的角速度为ω，N （t ）可展开成式（1）形式：（n=0,1,2……）（1）式中：n —谐波次数；由式（1）可以推导出误差运动轨迹的公式。
２ 回转精度测试实验平台设计２．１ 硬件设计检测平台中的转台采用北京测振仪器厂ZHS-1型多功能转子实验台作为测试系统的回转主轴模型，其特点是结构紧凑、体积小、运转方便。
回转精度分析与测试方法
回转精度分析与测试方法回转精度的测试方法及原理作回转运动的主轴，可将其看成为一个刚体，它与自由运动刚体的差别仅在于空间直角坐标系中，它只有一个旋转运动的自由度，其它五个自由度应完全被约束，满足这种条件时，回转主轴为理想主轴，事实上，任何精度轴系，其被约束的自由度都作微小量的运动，并对主轴的旋转运动产生影响，造成回转运动误差，当主轴作为一个部件存在于一台机器中时，主轴回转轴线在空间五个自由度上的误差分量，并不是等量影响轴系的精度，而是具有其敏感方向的，往往因机器用途不同，而其误差对整机的影响不同。
转台主轴回转轴线轴向和径向的平动，不影响转台主轴的指向，其主轴回转运动误差的敏感方向，是两个自由度上的角度摆动。
因此，转台轴的倾角回转误差指的是回转轴相对于回转轴线平均线的倾角变化量。
造成回转误差的主要有：1、台体框架扭转变形造成的误差，这与框架的扭转刚度和轴承的摩擦系数以及驱动时的力矩不平衡等因素有关，由于该误差很小，可忽略不计；2、轴系和滚珠的磨损、间隙和跳动的误差，如果选择合适的轴系可使误差达到很小的程度；3、台体安装中由于检测端轴和测角端轴双轴的不同心度和不平行度引起的误差，这是U 型框架所特有的结构造成的，而且实践也证明这是机械回转误差的主要来源。
在测试方式上，通常可以使用水平仪、千分表或者平行光管来测量。
这里介绍用平行光管测试回转精度的方法。
在这种方法中用到的仪器有平行光管、平面镜、数显电箱以及专门设计的夹具。
下面介绍一下平行光管的工作原理。
自准直仪（又称自准直测微平行光管，简称平行光管）是一种应用光学自准直成像测微原理工作的高精度测试仪器。
它把准直仪和望远镜合二为一，利用光学自准直法，把角度量变化为线性量，通过测微器测出其线性变化从而间接地把角度测量出来，并由此确定测量反射面微小角度变化。
如果反射镜面与光束不垂直，而是偏转一个小角度α，那么当平行光轴的光线射向反射镜时，光线按反射定律与原光线成2α返回，通过物镜后成像在焦平面分化板上的处，与原目标不重合而有'的位移量（即为x）。
车床精度检验实施方案
车床精度检验实施方案一、前言。
车床是机械加工中常用的设备，其加工精度直接影响到产品的质量。
因此，对车床的精度进行检验是非常重要的。
本文将介绍车床精度检验的实施方案，以便于确保车床的加工精度和产品质量。
二、检验项目。
1. 车床的几何精度。
车床的几何精度包括床身直线度、主轴中心线与床身的平行度、主轴中心线与工作台面的垂直度等。
通过使用测量工具如平行仪、角尺和千分尺等，对车床的几何精度进行检验。
2. 车床的动态精度。
车床的动态精度包括主轴的回转精度、进给系统的定位精度等。
可以通过使用动态测量仪器进行检验，如振动测量仪、速度测量仪等，对车床的动态精度进行评估。
3. 车床的加工精度。
车床的加工精度包括工件的尺寸精度、表面粗糙度等。
可以通过对车床加工的标准工件进行测量，使用测量工具如千分尺、外径千分尺、高度千分尺等，对车床的加工精度进行检验。
三、检验方法。
1. 准备检验工具。
在进行车床精度检验前，需要准备好相应的检验工具，如平行仪、角尺、千分尺、动态测量仪器等。
2. 制定检验计划。
根据车床的不同类型和规格，制定相应的检验计划，明确检验的项目和方法。
3. 进行检验操作。
按照检验计划，对车床的几何精度、动态精度和加工精度进行逐项检验，记录检验结果。
4. 分析检验数据。
对检验结果进行分析，判断车床的精度是否符合要求，找出存在的问题和不足之处。
5. 提出改进措施。
根据检验数据的分析结果，提出相应的改进措施，对存在的问题进行修复和改进，以提高车床的精度。
四、注意事项。
1. 在进行车床精度检验时，要严格按照检验计划和方法进行操作，确保检验的准确性和可靠性。
2. 对检验工具的使用和维护要求严格，保证检验工具的精度和可靠性。
3. 检验操作人员要经过专业培训，具备一定的技术水平和操作能力，确保检验操作的准确性。
4. 对检验结果要进行及时的记录和分析，及时发现问题并提出改进措施。
五、总结。
车床精度检验是保证车床加工精度和产品质量的重要环节。
主轴动态回转精度测试介绍
主轴动态回转精度测试介绍一、前言数控机床主轴组件的精度包含以下两个方面：1.几何精度-主轴组件的几何精度，是指装配后，在无负载低速转动(用手转动或低速机械转速)的条件下，主轴轴线和主轴前端安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动，以及主轴对某参考系统(如刀架或工作台的纵、横移动方向)的位置精度，如平行度和垂直度等；2.回转精度-指的是主轴在以正常工作转速做回转运动时，轴线位置的变化。
二、主轴回转精度的定义主轴在作转动运动时，在同一瞬间，主轴上线速度为零的点的联机，称为主轴在该瞬间的回转中心线，在理想状况下，主轴在每一瞬间的回转中心线的空间位置，相对于某一固定的参考系统(例如：刀架、主轴箱体或数控机床的工作台面)来说，应该是固定不变的。
但实际上，由于主轴的轴颈支承在轴承上，轴承又安装在主轴箱体孔内，主轴上还有齿轮或其它传动件，由于轴颈的不圆、轴承的缺陷、支承端面对轴颈中心线的不垂直，主轴的挠曲和数控机床结构的共振等原因，主轴回转中心线的空间位置，在每一瞬时都是变动的。
把回转主轴的这些瞬间回转中心线的平均空间位置定义为主轴的理想回转中心线，而且与固定的参考坐标系统联系在一起。
这样，主轴瞬间回转中心线的空间位置相对于理想中心线的空间位置的偏离就是回转主轴在该瞬间的误差运动。
这些瞬间误差运动的轨迹，就是回转主轴误差运动的轨迹。
主轴误差运动的范围，就是所谓的「主轴回转精度」。
由此可见，主轴的回转精度，说明回转主轴中心线空间位置的稳定性特点。
三、主轴回转精度量测3.1 主轴回转误差运动的测量与研究目的对主轴回转误差运动的测量和研究有两方面的目的：(1).从设计、制造的角度出发，希望通过测量研究找出设计、制造因素与主轴误差运动的关系，及如何根据误差运动的特点，评定主轴系统的设计和制造质量，同时找出产生误差运动的主要原因，以便做进一步改善。
(2).从使用的角度出发，希望找出主轴运动与加工精度和表面粗糙度的关系，及如何根据误差运动的特点，预测出数控机床在理想条件下所能加工出的工件几何与表面粗糙度，给选用数控机床及设计数控机床提出依据。
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简要叙述机床回转轴回转精度检测的实验
方案
如何检测机床主轴回转的精度
【按】由于机床回转误差可能会造成主轴传动系统的几何误差、传动轴偏心、惯性力变形、热变形等误差，也包括许多随机误差，所有机床主轴回转精度的检测，便成了评价机床动态性能的一项重要指标。
通过径向跳动量和轴向窜动量测试实验可以有效的满足对回转精度测量的要求。
检测机床主轴回转精度的方法有打表测量、单向测量、双向测量等几种。
一、机床主轴回转精度测量的理论与方法
机床主轴回转精度是衡量机械系统性能的重要指标，是影响机床工作精度的主要因素。
机床主轴回转误差的测量技术对精密机械设备的发展有着重要作用。
机床主轴的回转误差包括径向误差和轴向误差。
轴向回转误差的测量相对比较简单，只需在机床主轴端面安装微位移传感器，进行一维位移量的测量即可。
因此机床主轴回转误差测量技术的研究焦点一直集中在径向误差的精确测量上。
（参阅数控机床主轴轴承的温度控制与其工作原理阐述）
1）打表测量方法
早期机床主轴回转精度不太高时，测量机床主轴误差的常用方法是将精密芯棒插入机床主轴锥孔，通过在芯棒的表面及端面放置千分表来进行测量。
这种测量方法简单易行，但却会引入锥孔的偏心误差，不能把性质不同的误差区分开，而且不能反映主轴在工作转速下的回转误差，更不能应用于高速、高精度的主轴回转精度测量。
除此之外也有采用测量试件来评定主轴的回转误差。
2）单向测量方法
单向测量法又称为单传感器测量法。
由传感器拾得“敏感
方向”的误差号，经测微仪放大、处理后，送入记录仪，以待
进一步数据处理。
然后以主轴回转角作为自变量，将采集的位移量按主轴回转角度展开叠加到基圆上，形成圆图像。
误差运动的敏感方向是通过加工或测试的瞬时接触点并平行于工件理想加工的表面的法线方向，非敏感方向在垂直于第三方向的直线上。
单向测量法测量的主轴回转误差运动实质上只是一维主轴回转误差运动在敏感方向的分量。
因此单向测量法只适用于具有敏感方向的主轴回转精度的测量，例如工件回转型机床。
车床就是工件回转型机床的一个典型代表。
这种测量方法同样不可避免地会混入主轴或者标准球的形状误差，在机床主轴回转精度不太高、混入的形状误差可以忽略时，用单向测量法得到的车床主轴回转精度圆图像的外缘轮廓与工件的外缘很相似，所以这样得到的圆图像能很好地用来评价车床主轴的加工精度及加工质量。
3）双向测量方法
主轴的回转误差运动是一个二维平面运动，需要至少两个传感器在机床主轴横截面内相互垂直的两个方面同时采集数据，再将两组位移数据合成才能复现主轴的实际回转误差轨迹。
故称为双向测量法，又称为双传感器测量法。
传统的双向测量法忽略了机床主轴或者标准球的形状误差，而且还混入偏心误差，从而影响测量结果的精确性。
二、回转误差运动分析
1）回转误差产生的原因
机床主轴回转误差产生的原因是多种多样的，各种原因对机床主轴运动的影响也不尽相同。
机床主轴回转误差产生的原因，一方面有机床主轴传动系统的几何误差、转动轴系质量偏心产生的误差、所受惯性力变形产生的误差、设备热变形产生的误差等确定性误差。
如机床主轴轴系中的轴套、机床主轴轴颈及滚动体的形状误差，特别是滚动件有尺寸误差时，机床主轴将产生有规律的位移。
在一定时间内，机床主轴轴心位移量和位移方向不断变化，这种变化一般不是简单的正余弦周期号，习惯上称为“漂移”。
另一方面，机床主轴回转误差产生的原因还有许多随机误差，如工艺系统的振颤对机床主轴回转的影响等。
2）回转误差运动组成部分
从概率和数理统计的角度分析，可将机床主轴回转误差分为系统性（确定性）误差和随机性误差两大类，回转误差表示δ 为
δ=δsys+δrand
式中，δ 为系统回转误差；δrand 为随机回转误差。
回转误差的测量和分析参阅了有关资料。
本文中采用的测量方法是利用两个传感器对CA6140 普通车床机床主轴进行回转精度的测量，其中测试轴的九个圆柱面在TAYLOR HORSON 7精度圆度仪上测得的圆度误差均在1μm 以下。
大量的结果显示：机床主轴回转精度中以周期性成分为主，并且主要是以1～4 阶的低阶谐波为主；随机误差成分也占有一定的比重，对于高精度测量不能忽视。
以非简单正弦号的周期性成分为主，同时含有相当比重的随机误差成分以及噪声的复合号称为准周期号。
广义的准周期号包括：周期长度无规律变化的号；周期固定而幅值无规律变化的号；没有确定重复模式(周期或幅值等)的号。
由以上分析可知，机床主轴回转误差号是由叠加了白噪声的多个准周期号组合而成的。
3 ）数据采集和处理
机床主轴回转精度动态检测是根据国家地方共建实验室项目所自行设计的测试实验系统。
实验主要完成两个测试项目：
1.径向跳动量测试实验。
采用双向测量方法，在相互垂直的x 和y 两个方向上分别输出跳动值，机床主轴径向误差可以近似看成是周期运动，每转一圈运动误差呈现一个周期，用周期函数表示其机床主轴回转运动误差。
通过检测得到评定误差曲线图和实时数据曲线，
通过仿真软件绘制适当的运动误差圆图像，然后采用最小二乘圆法来评定回转运动误差。
2.轴向窜动量测试实验。
在机床主轴端部旋转一个位移传感器，测出轴端与传感器之间的间隙变动量，用径向跳动量相同的测量方法，输出窜动值，以极坐标的形式显示出来，通过仿真软件绘制适当的运动误差圆图像，调试后得到轴向窜动实时数据曲线图。
使用数理统计误差分离技术进行机床主轴回转误差的测量，可用传感器直接对机床主轴的外圆采集数据。
一个方向使用一个微位移传感器，对于二维的机床主轴回转误差运动，需使用垂直布置的两个微位移传感器同时对机床主轴外圆轮廓采集数据，数理统计误差分离技术进行机床主轴回转误差的测量分为两个阶段，第一阶段通过数理统计法采集数据中的机床主轴回转误差成分，得到精确的圆度误差数据，其具体步骤如下：机床主轴旋转时，n 个采样标记点顺次通过两个传感器，两个传感器依次记录下
n 个点的位移数据，连续m 转，为了保证机床主轴回转满足
统计规律，m 必须足够大。
m越大，误差分离越精确，同时
采集时间越长。
为了避免引入温升漂移误差、供气压力变化和其它环境随机误差等，实际上m 并非越大越好，需要根据测
量及所达到的测量精度适当选取。
为了更好的误差分离避开机床主轴形状误差与机床主轴回转误差，严格同频叠加情况，从而影响测量结果，可以在机床主轴的上升或下降时间里进行数据采集。
有了这个精确的机床主轴形状误差数据后，即可进行第二阶段的测量。
两个传感器实时采得的数据减去对应位置的机床主轴形状误差数据即得主轴的回转误差数据。
然后采用适
当的误差评定计算方法对误差数据处理得到对应的误差精度数值。
三、控制系统仿真与分析
仿真分析是一种低成本、高效、高安全性的科学研究方法。
仿真分析可以节约硬件投资、节省时间，并可以尽早发现问题，而且可以使研究人员免除实际实验中各种各样琐碎事情的干扰，集中精力解决核心理论问题。
仿真分析还可以方便地设置仿真条件为任何期望值，使研究人员能深入、透彻地分析问题，多角度多条件地验证理论。
对于一些难度大、时间长、成本高的实验，仿真分析方法更有其不可替代的地位。
这些都是实际实验远所不能及的。
为了对数理统计法误差分离技术的有效性进行仿真验证，对其分离精度进行仿真评定，并把误差值用极坐标的形式表示出来，机床主轴回转误差仿真系统通过误差分离技术计算轴回转误差得到主轴回转误差数据、偏心运动数据和圆度误差数据后，将这三组数据分别与仿真输入的原始机床主轴回转误差数据、偏心运动数据和圆度误差数据进行比较，以此评价误差分离技术的分离效果。