基于誤差分離的圓柱度精密測量技術研究.pdf

1、誤差分離技術是二十世紀六十年代發(fā)展起來的形狀誤差精密測試技術，該技術的基本思路就是利用被測輪廓不變這一基本特征，應用一個或多個探頭進行測量，經過適當的數學運算將測量信號中包含的被測工件的形狀誤差、機床或測量機構的運動誤差予以區(qū)分，最終獲得被測工件的形狀誤差，是一種提高形狀誤差測量精度的有效途徑。本文采用三點法圓度誤差分離技術的基本原理，重點研究圓柱度誤差要素的分離和被測圓柱體形貌重構問題，探討圓柱度形狀誤差的評定方法，并對本文所提的圓柱

2、度誤差分離及重構方法進行實驗驗證。 討論了幾種基于誤差分離技術的截面圓度測量方法，依據誤差分離過程和結果，分析了其特點和使用范圍，認為三點法圓度誤差分離技術在分離圓度誤差方面是充分的。在此基礎上，系統(tǒng)地研究了三點法圓度誤差分離過程，在分離出被測零件圓度誤差的同時，成功地分離出了安裝造成的偏心誤差運動和回轉軸的純回轉誤差運動，解決了長期以來偏心誤差運動無法與純回轉誤差運動分離的難題；提出了一種新的圓度誤差分離算法——矩陣算法，該算

3、法不采用傳統(tǒng)解法中的傅立葉變換，直接求解線性方程組即可得到截面圓度誤差。對被測截面圓輪廓進行了重構并作了仿真驗證。 通過分析被測圓柱體的空間運動，建立以回轉軸線平均線為坐標軸的絕對坐標系和以三個傳感器交點為坐標原點的測量坐標系，結合三點法圓度誤差分離原理，正確分離出被測圓柱體的截面半徑差、截面圓度誤差和截面最小二乘圓心的偏心誤差運動，并同時分離出回轉軸徑向回轉運動誤差和測量架的直行運動誤差。分析了被測圓柱體形貌的重構基準，并依據

4、坐標之間以及各截面之間的位置關系給出了圓柱體形貌的重構方法。 對形狀誤差(圓度、平面直線度、空間直線度、圓柱度)的評定方法及算法進行了討論，提出了一種評價圓度誤差、平面直線度誤差、空間直線度誤差及圓柱度誤差的新算法——網格搜索法，該算法不需要對距離公式(點到點、點到直線)線性化，也不需要選定優(yōu)化方向和優(yōu)化步長，只需重復調用距離公式和簡單的判斷即可得到符合定義的形狀誤差。 本論文提出了一種驗證誤差分離方法的實驗驗證方法——