[發明專利]一種基于干涉條紋測量主軸傾角誤差的方法

有效

• 申請號: 201710579665.6
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107421472B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 付鵬強;曹慶輝;王義文;賁飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01B9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于干涉條紋測量主軸傾角誤差的方法，其特征在于，該方法是基于搭建的主軸傾角誤差在線測量系統進行的，待測精密機床主軸(5)的上端連接專用夾具(4)，高精度光學平晶(3)置于專用夾具(4)內便于固定與調整，利用動態干涉儀(1)采集主軸連續回轉時高精度光學平晶(3)表面的干涉條紋，將動態干涉儀(1)采集的干涉條紋送入計算機(9)進行圖像處理計算出條紋的間距及方向，由推導出的算法公式得出主軸傾角誤差，從而實現在線測量主軸回轉精度；

設置干涉儀采集周期為40ms，設置采集圖像為M幅，獲取主軸在連續回轉時光學平晶表面的干涉條紋，通過灰度化、濾波、腐蝕膨脹、邊緣特征提取等圖像處理得到條紋的間距及方向，計算得出主軸傾角誤差；該方法具體步驟為：

步驟1，采用中值濾波medfilt2函數抑制圖像中的噪聲；

步驟2，為提高提取干涉條紋邊緣的準確性，需對干涉條紋圖像進行膨脹、腐蝕處理,采用膨脹三次腐蝕對干涉條紋圖像進行處理便于下一步的邊緣提取；

步驟3，完成對干涉條紋圖像膨脹腐蝕處理后，需要將干涉條紋與背景區域分割開來，采用OTSU閾值法自動選取閾值，通過以背景區域與目標區域間的方差為最大值的測量準則來進行設定的由公式可以得出：為使最大求解閾值T，當T為圖像閾值化的最佳分割值；

步驟4，干涉條紋邊緣是所要提取的目標和背景的分界線，采用Canny算子進行干涉條紋邊緣提取；

步驟5，在Canny算子進行邊緣提取后的圖像上建立坐標系，任意提取一對相鄰干涉條紋等灰度值的像素點坐標計算出該干涉條紋的間距e，然后對同條干涉條紋等灰度值的像素點坐標進行提取計算可得干涉條紋的方向θ，其中

步驟6，由已知干涉條紋的間距e和方向θ，根據計算公式代入可得主軸在該位置時繞X、Y軸的傾角α、β即為主軸在該位置時傾角誤差，其中

2.根據權利要求1所述的基于干涉條紋測量主軸傾角誤差的方法，其特征在于，所述干涉儀為泰曼格林型動態干涉儀具有對振動不敏感，采用單CCD相移探測器適合振動環境下的高精度測試。

3.根據權利要求1所述的基于干涉條紋測量主軸傾角誤差的方法，其特征在于，所述專用夾具為光學平晶專用夾具，可對平晶進行固定和微調。