提高三点法测量精度的研究

目的 研究进一步提高三点法测量圆度及轴系运动误差精度的方法。方法 分析了测头读数及角位置误差对圆度各次谐波及圆周各点测量精度的影响,提出了三点法测量系统的优化策略与算法,研究了三点法测量误差的分布与传递规律;提出了克服测头定位误差以及３个测头的灵敏度不一致影响的软件校正方法。结果 圆度各次谐波的最大测量误差相对于传统三点法减小６７％,圆度及其各次谐波的测量不确定性明显降低。结论 该方法能明显提高三     

移位法和双测头法直线度误差分离的精度分析

讨论了目前一直在工程实践中应用的移位法和双测头法直线度误差分离中存在的一些问题，并与两步法圆度误差分离技术进行了对比，认为：移位法直线度误差分离的精度对移位时的微量角位移十分敏感，工程应用中精度较难保证；双测头法直线度误差分离存在较大的理论误差。     

移位法和双测头法直线度误差分离的精度分析

讨论了目前一直在工程实践中应用的移位法和双测头法直线度误差分离中存在的一些问题，并与两步法圆度误差分离技术进行了对比，认为：移位法直线度误差分离的精度对移位时的微量角位移敏感，工程应用中精度较难保证；双测头法直线度误差分离存在较大的理论误差。     

三点法轴径圆度误差精度分析

论述了三点圆度误差机理，给出了测圆方程、形状误差系列方程及推导过程。并对测量系统中能影响测量误差精度的因素进行了分析，叙述了每种影响测量误差精度因素的产生来源，并对如何消除这些因素给出了解决方法。     

主轴径向回转误差测试中的误差分析

对以圆柱体作为被测试对象在主轴径向回转误差的测试中可能引入的测量误差进行了分析。讨论了主轴安装倾斜或偏心引入的测量误差、测头安装偏心引起的测量误差、以及测量仪器引起的线性漂移等误差项的来源及对实际误差的精度影响，并给出了误差表达公式。指出精密主轴的偏心运动和安装测头的装夹偏心有相关性，实际分离的偏心值为两者的耦合项；偏心运动与主轴和被测试对象材料存在相关性；由主轴轮廓外形引入的测量误差在满足精度的前提下，可以使用标准圆柱体作被测试对象。     

大轴圆度误差分离的独立分量分析方法

文章介绍独立分量分析的基本理论和算法,提出在大轴圆度误差的三点法测量中应用独立分量分析进行误差分离,可降低对测量系统结构精度、测头布置及测头间夹角精度的要求。采用基于负熵的独立性判决准则的FastICA算法,对三点法测量模型进行仿真,结果表明,基于独立分量分析的圆度误差分离技术比传统的频域法和时域法均简单、实用及高效。     

齿顶圆误差对上置式齿形仪测量精度的影响

在采用以齿顶圆定位的直角座标法测量原理测量渐开线齿形时,被测齿轮的齿顶圆误差将会产生较大的测量误差。本文阐述了仪器测量时座标系的建立方法以及被测齿轮齿顶圆误差对测量精度影响的分析。     

三坐标测量机测量误差的试验研究

操作不规范等诸多因素导致采用三坐标测量机测量的误差较大。为了探索操作方法、测球直径、测头进给方向与被测表面夹角和数据处理方法对测量精度的影响,设计了一种操作方法对测量精度影响的试验。该试验通过在两种测量模式下对高精度量块进行测量,研究了测头直径、测头进给方向与被测面之间的夹角对测量精度的影响。用MATLAB编程对测球中心点数据进行处理,与设备自带软件测量数据进行比较,研究了不同数据处理方法对测量误差的影响。分析了产生测量误差的原因,该研究对提高测量精度和研究数据处理方法有很好的参考价值。     

圆度测量的误差分离及数据处理

详细推导出三测头误差分离原理用于测量工件圆度误差的数学公式；论述用滑动平均法和数字滤波法对采样数据作处理，可有效地抑制干扰信号，提高信噪比；通过对比实验证明上述方法对提高测量精度有明显效果。     

一种多线结构光测头的误差补偿方法

针对在多线结构光测量系统中光平面不等距和不平行引起测量误差的问题,提出了一种基于标准三角块的误差补偿方法.通过分析测量误差产生的原因,建立了光平面平行度、光平面间距与测量误差之间关系的数学模型,将测头产生的结构光条投射到一个标准三角块斜面上,利用三角块斜面的几何变换能力将光平面平行度、光平面间距的信息转换到系统可以进行精确测量的光平面当中.通过CCD采集和数学计算,可以得到准确的各光平面平行度和光平面间距的误差数据,并根据得到的误差数据对测得的原始数据进行补偿修正,由实验证明了该方法在对阵列式多线结构光测头结构误差补偿后,测量得到的数据精度可以提高约40%.     

三点法圆度误差分离及演化形式与精度分析

论述了圆度误差分离的三点法及演化形式-二点法和四点法的基本原理，通过分析它们各自的特点和测量精度指出权函数的取值是影响测量精度的关键因素，应通过合理选择测量系统参数以避免谐波抑制的发生，而且应针对具体情况选择适当的圆度误差分离方法。     

精确的时域三点法圆度误差分离技术

三点法圆度误差分离技术（ＥＳＴ）是成熟的圆度形状和回转误差的分离方法，然而在具体实施操作中，必须进行正反两次的快速傅里叶变换（ＦＦＴ和ＩＦＦＴ）。本文介绍一种新的方法；该方法同样基于误差分离技术的通则，但仅需在时域上直接对实测数据按简便代数式进行推即可进行分离虎，避免了ＦＦＴ和ＩＦＦＴ操作，因而更为方便，实时性也更强。     

多步法误差分离技术在圆度测量中的应用

由 Ｔａｌｙｒｏｎｄ ３型圆度仪、精密分度转台和 ＩＢＭ－ＰＣ微机组成计算机辅助纳米圆度测量系统．采用多步法误差分离技术，将圆度仪的测量精度由原来的 ２５ ｎｍ提高到 ２ｎｍ。文中详细讨论多步法的方法误差、系统误差及其测试结果。该项技术的推广应用对我国现有圆度仪的技术改造具有重要意义。     

基于改进蛙跳算法测量圆度误差

针对传统圆度误差评定方法容易陷入局部最优而影响测量精度的问题,提出一种基于改进蛙跳算法的圆度误差评定方法.首先分析了最小区域圆法、最小二乘圆法、最大内接圆法和最小外接圆法这四种圆度误差评定方法的基本原理,并分别建立了非线性优化的数学模型然后介绍了蛙跳算法的基本思想,引入邻域搜索操作提出了一种改进的蛙跳算法,并给出了利用该算法求解圆度误差问题的具体步骤.最后为了验证新算法的有效性,进行了仿真实验,实验结果表明本文算法可以有效、正确地评价圆度误差.这也为圆度误差评定问题的研究提供一种新的途径和手段.     

圆度误差的范数评价

在评价测量对象的圆度误差时 ,必须将偏心分量从测量信号中分离出来 ,采用的方法有最小二乘法、卡尔曼滤波法和三传感器法等。这些方法不能分析非整次谐波 ,不能区分一次谐波和偏心分量 ,并且含有较大的非线性误差。本文提出一种用范数理论表征圆度误差的新方法 ,这种方法可以有效地衰减各种干扰误差 ,计算结果必然收敛于圆度误差的真值 ,而且参数估计误差很小。     

乱序四点法直线误差分离技术

提出了一种新的时域乱序四点法直线误差分离技术，它通过对4个特定布置传感器的输出数据进行冗余组合和乱序递推，能快速精确地分离出工件的直线形状误差和工作台的直行误差运动，该方法既避免了频域三点法中必须经过正反两次Fourier变换从而使计算时间相对较长的问题，又有利于在线检测与补偿加工；同时，既克服了时域逐次三点法传感器之间的间距必须等于采样间隔的限制，又可以获得更为密集的采集数据，达到更高的分离精度。     

先行分离直行运动误差的二次相移三点法

现代检测与补偿技术越来越要求测量的高精度和实时性，通过直接获取运动误差以避免误差残留的二次相移三点法，为运动误差的在线高精度检测提供了一条有效途径。通过对3个传感器的测量数据按照二次相移原则进行数据重组，在数据处理的首次操作时消除直线形状误差的影响，从而在反滤波基础上可以先行分离出直行运动误差的平移分量和转动分量。利用权函数对比分析，证明了二次相移三点法与先行分离形状误差的直线频域三点法在本质上的同源性和统一性。实验结果表明，该方法可以较好地分离出直行运动误差和直线形状误差。