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圆度误差是一项比较科学、先进的评定零件表面质量的指标。圆度误差的存在直接影响着零部件的配合精度、旋转精度、摩擦、振动、噪声等,因而降低了他们的使用寿命。近代高精度回转体零件,高温、高压下运动的零部件,对圆度误差提出了越来越高的要求。圆度测量技术已经广泛地引起人们的关注,这是科学技术发展的必然要求。本课题开发了针对大轴径长轴类零件圆度误差的激光干涉测量技术,设计了基于激光干涉原理的圆度误差检测装置。首先,研究了激光干涉测量原理和激光干涉仪的工作原理,对现有乌氏干涉仪进行了改造,分别用半导体激光和He-Ne激光作为干涉光源,对系统的测量精度进行了实验验证,试验检测结果显示,激光干涉系统检测分辨率可以达到纳米级精度。其次,研究了圆度误差的测量方法及三点法的测量原理,建立了各点测头显示误差值与实际误差之间的联系,得出每个点的实际误差。为了实现对轴颈圆度的自动检测,采用步进电机与谐波减速器相结合的驱动方式,实现检测过程中的轴颈匀速转动,设计了用于精密驱动的纯力偶拨叉传动系统,大大减少了电机偏心对检测的影响;开发了基于激光干涉测量的自动连续采集图像的方法和处理程序;以Matlab为工具,实现了干涉条纹位移与测头位移的一一对应。课题对系统误差的来源进行了分析及理论推导,并合成得出系统误差。采用不同光源和不同点位的分组测试,对直径为120mm、长度为700mm的精密主轴进行了对比检测实验,检测结果显示,氦氖激光光源明显优于半导体激光光源;当测量点数为128点时,轴颈圆度误差的测量结果为128nm,当测量点数为1248点时,轴颈圆度误差的测量结果为144nm。最后,对最小二乘法和最小区域法两种圆度误差评价方法进行了对比研究,结果表明对于圆度误差评价来说最小区域法明显优于最小二乘法;对轴颈圆度误差测量进行了系统误差分析,选取t检验法对系统误差进行了检验。