基于誤差分離的圓柱度精密測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、誤差分離技術(shù)是二十世紀(jì)六十年代發(fā)展起來的形狀誤差精密測(cè)試技術(shù)，該技術(shù)的基本思路就是利用被測(cè)輪廓不變這一基本特征，應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)探頭進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)運(yùn)算將測(cè)量信號(hào)中包含的被測(cè)工件的形狀誤差、機(jī)床或測(cè)量機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差予以區(qū)分，最終獲得被測(cè)工件的形狀誤差，是一種提高形狀誤差測(cè)量精度的有效途徑。本文采用三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的基本原理，重點(diǎn)研究圓柱度誤差要素的分離和被測(cè)圓柱體形貌重構(gòu)問題，探討圓柱度形狀誤差的評(píng)定方法，并對(duì)本文所提的圓柱

2、度誤差分離及重構(gòu)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 討論了幾種基于誤差分離技術(shù)的截面圓度測(cè)量方法，依據(jù)誤差分離過程和結(jié)果，分析了其特點(diǎn)和使用范圍，認(rèn)為三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)在分離圓度誤差方面是充分的。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了三點(diǎn)法圓度誤差分離過程，在分離出被測(cè)零件圓度誤差的同時(shí)，成功地分離出了安裝造成的偏心誤差運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)軸的純回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)，解決了長(zhǎng)期以來偏心誤差運(yùn)動(dòng)無法與純回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)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(duì)被測(cè)截面圓輪廓進(jìn)行了重構(gòu)并作了仿真驗(yàn)證。 通過分析被測(cè)圓柱體的空間運(yùn)動(dòng)，建立以回轉(zhuǎn)軸線平均線為坐標(biāo)軸的絕對(duì)坐標(biāo)系和以三個(gè)傳感器交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo)系，結(jié)合三點(diǎn)法圓度誤差分離原理，正確分離出被測(cè)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(yùn)動(dòng)，并同時(shí)分離出回轉(zhuǎn)軸徑向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差和測(cè)量架的直行運(yùn)動(dòng)誤差。分析了被測(cè)圓柱體形貌的重構(gòu)基準(zhǔn)，并依據(jù)

4、坐標(biāo)之間以及各截面之間的位置關(guān)系給出了圓柱體形貌的重構(gòu)方法。 對(duì)形狀誤差(圓度、平面直線度、空間直線度、圓柱度)的評(píng)定方法及算法進(jìn)行了討論，提出了一種評(píng)價(jià)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(wǎng)格搜索法，該算法不需要對(duì)距離公式(點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到直線)線性化，也不需要選定優(yōu)化方向和優(yōu)化步長(zhǎng)，只需重復(fù)調(diào)用距離公式和簡(jiǎn)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(yàn)證誤差分離方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法——