回转轴作为精密数控装备的核心部件,其回转误差不仅是影响机床加工精度的重要因素,也是评价机床动态性能的一项主要指标。通过采用基于非接触传感技术测量回转轴回转误差,再采取误差补偿来提高回转轴的回转精度,可以有效提高数控装备的加工精度。因此,本文针对回转轴开展回转误差测量系统的研究,设计开发一种精度高、适用范围广的回转误差测量系统,并进行回转误差测试实验,分析测量系统的可靠性和精确性。论文主要内容及成果如下:(1)对比分析几种回转误差的测量方法和误差分离技术,根据测量系统的需求,采用三点法误差分离技术的矩阵算法作为测量系统的误差分离方法,设计了一种基于最小二乘法改进的回转误差评定方法。(2)设计了回转误差测量系统的总体测量方案和功能模块,对硬件功能进行分析和选型,搭建回转误差的测量硬件系统;采用VC++和MATLAB对测量系统的各功能进行模块化设计,开发回转误差测量软件系统。(3)设计了轴系试验台,对其主要硬件进行选型计算并分析了轴系轴线的校中对比结果。运用ANSYS软件对试验台模型进行静力学分析和模态分析,通过静力学分析的主轴应变云图与其挠度曲线相符,说明试验台的强度满足实验需求。模态分析得到了主轴各阶模态的固有频率和振型,为试验台的回转误差试验提供理论指导。(4)进行回转误差的正交测量实验,轴系试验台的回转误差测量实验验证了测量系统的稳定性,在两台不同的加工中心上进行回转误差对比实验,通过对比实验分析系统高速测量时的稳定性及其通用性,并通过传统误差分离方法与矩阵算法的对比实验,验证了本系统的有效性。