采用激光传感器的同轴度检测技术研究

针对车桥减速器桥壳轴承孔的同轴度检测问题,设计了一种基于二维激光位移传感器的同轴度检测装置。该装置通过二维激光位移传感器在孔内旋转一周进行测量数据采集,并利用编码器实现了采集过程的闭环控制,采用该装置可提高数据采集效率。为了进行同轴度计算,提出一种针对三维点云数据的最小二乘迭代法。首先,将采集到的角度、径向距离转换成三维坐标的点云数据形式。接着,以残差最小为优化目标,利用高斯-牛顿迭代方法确定出最优轴线。该方法利用了整个圆柱孔测量数据,并通过基于残差最小的优化方法计算得到两端孔的轴线和它们的公共轴线,然后,以公共轴线为基准计算出同轴度误差。与传统的通过计算多个横截面中心来确定轴线的方法相比,该方法提高了计算精度。同时,针对影响同轴度测量精度的一些因素,如测量装置的安装精度、转轴的径向跳动等进行了分析,并给出误差补偿方案。最后,将该装置的测量结果与三坐标测量结果进行对比,验证了该方法的正确性。     

深孔内径的在线精密测量原理及系统

针对深孔零件内径测量精度要求高、测量空间受限的问题,利用机械测量转换机构和电感位移传感器,研制了一种深孔内径在线精密测量装置。首先对测量转换机构进行力学分析,推导出影响该机构测量精度的主要因素,然后提出一种针对该装置系统的误差补偿方法,并搭建了在线测量平台,最后将测量装置安装在自动化生产线上,在工作状态下对某已标定深孔内径尺寸的工件进行多次重复测量实验,根据六西格玛理论对该测量系统进行统计学分析。分析结果表明:为了提高系统的测量精度和动态特性,转换机构设计时应该选择较大的刚性比和合理的簧片高度,以保证较小的寄生转角和较大的固有频率。实验结果表明:测量系统偏倚为0.02μm,测量极差为2μm,测量精度为3μm。该装置具有结构简单、测量精度高的优点,能够满足深孔内径在线测量要求。     

孔板流量计提高测量准确度及误差分析

从孔板流量计的原理出发,本文分析孔板流量计在实际使用中提高测量准确度的方法。     

采用组合法确定圆度误差

轴、孔类零件的实际表面常呈“棱圆”,且棱数往往是未知数。在现场实际测量中,常采用两点法和三点法检测圆度误差,这两种检测方法,在应用上存在着局限性。组合法检测圆度误差是采用两点测量装置和三点测量装置联合进行测量。该法符合GB1985—80《形状和位置公差检测规定》中的测量特征多数原则,具有检测设备简单、测量简便的特点。对中等以下精度的未知棱数的圆度误差进行检测,能取得较为准确的结果。因此在生产中应广泛的应用,特别是对大型零件的圆度误差的检测更为实用。     

基于线性CCD阵列的弹头轮廓误差测量

提出了一种运用CCD成像测量技术进行大型机械零件轮廓测量的图像测量方法，该方法利用CCD成像技术获得零件轮廓的图像，并使用Marr边缘检测算子精确确定零件轮廓的边缘位置，利用十一点曲率法得到轮廓的角点和切点的大致位置，并对轮廓分段识别。最后采用直线和任意曲线轮廓拟合的数学模型及误差评定方法，判断所测零件的轮廓度是否满足公差要求。该方法代替了传统的模板手工测量，测量效率高，实验表明，此方法达到了理想的测量结果。     

四坐标位姿测量仪设计研究与误差分析

四坐标位姿测量仪是针对某轻型汽车底盘前悬置横梁上四孔位姿测量而设计的新型仪器·该测量仪以六自由度并联机构作为执行机构,能够迅速准确地到达被测孔的实际位置,测量头具有对非测量参数误差的自适应和自调整能力·采用比较法实现参数测量·该机构结构新颖,测量效率高·系统分析研究了各因素造成的测量误差,指出了减小测量误差的措施,从而为精确设计测量仪提供了可靠依据·     

一孔截面测算多圆心法检测深孔轴线直线度

针对深孔轴线直线度难以精确测量的情况,提出了一孔截面测算多圆心法检测深孔直线度;该方法综合考虑深孔零件内外表面质量,利用超声波测厚仪和计算机测算出深孔零件每一截面上多个圆心,拟合一条能包含所有圆心且直径最小的圆柱。该圆柱的直径即为深孔轴线的直线度。每一深孔截面上测算了多个圆心,比只测一个圆心的方法更为严格;从外壁测量不受内径大小的限制,测量时容易观察和控制测量的姿态从而保证检测结果的正确性。     

四坐标位姿测量仪设计研究与误差分析

四坐标位姿测量仪是针对某轻型汽车底盘前悬置横梁上四孔位姿测量设计的新型仪器·该测量仪以六自由度并联机构作为执行机构·能够迅速准确地到达被测孔的实际位置 ,测量头具有对非测量参数误差的自适应和自调整能力·采用比较法实现参数测量·该机构结构新颖 ,测量效率高·系统分析研究了各因素造成的测量误差 ,提出了减小测量误差的措施 ,从而为精确设计测量仪提供了可靠依据·四坐标位姿测量仪设计研究与误差分析@余晓流 @王启义 @赵明杨 @邹豪 @钱方美     

浮标式气动量仪测量装置的分析

本文主要介绍了气动测量的基本原理，锥度玻璃管－浮标的工作原理，倍率调整和零位调整的工作原理，小锥孔角度的气动测量原理及气动测量的误差分析，最后提出提高测量精度的措施。     

数控机床平面误差场的接力测量法

分析了数控机床几何误差的固有特性,提出一种使用较小范围测量仪器获得整个机床平面误差场信息的方法——接力测量法.该方法以距离机床坐标原点较近的点（该点的误差直接通过测量仪器获得）为基点,从而获得离机床坐标原点较远位置点的误差,依此类推,最终获得整个机床平面上位置点的误差信息.给出了接力测量的法则,对平面误差场中任意一点的误差,应以最少的接力次数获得,接力测量次数相同时,测量路径对测量结果影响不大.试验结果表明,在数控机床反向间隙补偿后,由接力测量产生的误差对测量结果影响很小,接力测量法具有较高的测量精度,且操作方便,能够用来进行平面误差场的标定.     

误差评定在电梯导轨直线度测量系统中的应用

将开发的电梯导轨直线度测量系统用于测量电梯导轨顶面直线度,并对该系统进行误差评定,为电梯导轨出厂提供了更为精确有效的数据。介绍了测量系统的组成、测量原理,分析了测量误差产生的原因和消除方法,详细介绍了采用累积法对测量数据进行误差评定的过程。     

利用直线度数据进行表面三维建模

利用测量简类零件直线度得到数据构造被测表面的三维模型。用ＥＳＴ（Ｅｒｒｏｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）测量多条母线的直线度,利用测量起止端面上的数据点求出最小二乘轴线和为工件的实际轴线。通过坐标轴旋转,将各条母线的直线度测量数据转化到以实际轴线为ｚ轴的空间坐标系下,进而构造出被测表面的三维模型。计算机仿真证明通过械横坐轴旋转可有效地消除直接构造带来的表面变形。     

轴线直线度误差数学模型的仿真分析

在介绍符合定义的求解轴线直线度误差数学模型的基础上，着重对此方法进行了仿真分析，研究了安装误差，测量系统中测头的直行运动误差及其对仪器回转轴线的平行度误差等对轴线直线度误差测量结果的影响。文中建立的数学模模型和仿真研究得出的结论为研制轴线直线度误差测量仪和在线测量系统打下理论基础。     

圆柱形工件素线在线测量新方法

本文对现行的双测头等截距测量直线度理论进行了深入的研究。在此基础上，提出了一种圆柱形工件素线直线度误差在线测量的新方法。该法不仅可分离机械加工系统的运动误差，而且能分离刀具作用力引起的工件弹性变形信号。因而大大提高了素线的在线测量精度。     

形状误差的分布类型及评定模型

由经典的统计理论出发,根据形状误差评定的数学模型,将形状误差的测量误差分布归纳为折叠正态分布和瑞利分布两种类型,根据形状误差测量的条件和两种概率分布的性质,推导出直线度、平面度、圆度、圆柱度、空间直线度等形状误差的测量结果近似服从正态分布,并用实验对这一结论进行了验证.     

直线度误差评定的测量提取点数选择

在其他测量实验条件相同的情况下,采用不同的提取点数,用三坐标测量机对相同直线的部分测量点坐标进行等间距提取,并用最小二乘法评定相同直线不同提取点数下的直线度误差.分析提取点数与直线度误差的关系,提出最佳提取点数的概念,指出直线度误差检测相关标准中必须补充提取点数的要求.     

基于二次相移数据重组的直行运动误差在线检测分离技术

通常的直线误差分离方法,一般是先行分离出工件的形状误差,再据此求出运动误差,由于存在着误差残留,不利于运动误差的在线检测．本在三点法测量数据的基础上,提出了两种基于二次相移的直行运动误差先行分离方法：单信道二次相移数据重组法和多信道二次相移数据重组法,即通过对三测头数据按照二次相移原则进行单信道或多信道的数据重组,便能够在EST的首次操作时消除形状误差的影响,在反滤波基础上先行分离出直行运动误差的平移分量和转动分量．权函数的对比分析表明：先行分离出运动误差的单信道或多信道二次相移数据重组法与先行分离出形状误差的普通频域三点法具有相同的权函数,它们在本质上具有同源性和统一性．实测结果证明了这两种方法的正确有效性．     

频域法直线误差分离技术的周期性假设

在频域法直接误差分离技术中,为了进行Forrier变换,通常都假设直线形状误差满足周期性条件,然而由于直线形状误差的非周期性及端点的非连续性,会引起高阶谐波分量失真等边缘效应。为此,提出了趋势线构造方法和对称延拓方法,通过创新新的周期性函数以解决频域法中直线形状误差的非周期现象,对比实验,验证了这两种方法的可行性。     

正方网格迭代寻优评定深孔轴线直线度

针对评定深孔轴线直线度难以确定最优基线的难题,提出了正方网格迭代寻优评定深孔轴线直线度。以正方形网格划分最优评定基线所在的空间区域,以网格的交点为端点建立评定基线,以评定出的直线度最小值为导向搜索最优评定基线。上一次正方形网格化后的最优评定基线和最小直线度为基础,重新进行下一次的正方形网格划分搜索最优评定基线,如此循环以搜索全局最优评定基线,并计算出最终的直线度。将算法与其他算法比较,验证了算法的优越性。此外,正方网格迭代寻优可应用于空间任一实际直线的直线度评定,能够为直线度评定提供参考。