李帆，周芬芬，李兴林，赵萍，袁巨龙

（1.浙江工业大学 超精密加工研究中心，杭州 310014；2.杭州轴承试验研究中心 博士后科研工作站，杭州 310022）

1概述

目前，精密轴承已广泛应用于精密机床、石油化工、军事国防、航空航天等领域。钢球作为滚动轴承的关键零件，其球形误差与批一致性均极大地影响轴承的运动精度和寿命［1-2］，国家标准中列出的精密钢球精度指标见表1［3-4］。钢球球形误差的实际测量通过圆度仪测量球体的3个互成90°的赤道平面的圆度误差进行。测量时钢球置于圆度仪主轴的夹具上，并随主轴作旋转运动，通过被测球体轮廓的最大半径和最小半径之差确定被测截面的圆度误差。但采用圆度仪测量圆度误差时，由于圆度仪的精度已达纳米级，而其旋转主轴的精度约为±25 nm，两者精度为同一数量级，导致主轴回转误差对高精度钢球的圆度测量造成明显干扰，必须通过圆度误差分离技术消除主轴回转误差［5］。

表1 精密钢球精度指标 μm

采用误差分离技术测量钢球圆度误差的基本思路：利用被测球体轮廓不变的基本特征，采用数学算法对传感器的输出信号（包括被测球体的圆度形状误差信号及主轴回转误差信号等）进行处理，最终将各信号分离以获得所需的钢球圆度误差［6］。

根据传感器数目及回转对象的不同，圆度误差分离技术主要分为多步法和多点法。多步法只使用一个传感器，需要提高被测件的转位次数以达到减少谐波抑制的目的。……