超精密工件在线直线度多传感器测量方法

在超精密加工中，用多测头方法测量工件直线度时，需要采用误差分离的方法分离出溜板的运动误差，并用一定的算法重构工件表面的直线度．介绍了现有的各种算法，提出了两种新的无理论误差的精确算法以重构工件的直线度．该算法适应于两点法或三点法测量长短工件，能评价任意(包括光滑、非光滑、周期和非周期等)表面，并允许采用大的测头间距．仿真及实测结果表明了算法的优越性，并采用该方法对自研的大理石超精密机床的直线度进行了检测．     

利用钢丝－电容测微仪法测量机床竖直运动直线度和滚动误差

介绍了一种测量机床竖直运动直线度和滚动误差的新方法。以悬挂在被测机床刀架附近的竖直钢丝作为测量基准，用固定在刀架位置的电容测头瞄准钢丝，当机床主轴竖直运动时，机床主轴上的刀架系统相对于竖直方向的运动直线误差可由电容测微仪测得，钢丝本身的直线度可用转位法消除。再增加一个测微仪，还可测出导轨本身的直线度误差。将刀架沿水平方向运动到两个不同位置，分别测出两位置处的竖直运动直线度误差，由这两组数据可以计算出机床竖直运动时的滚动误差。     

利用钢丝—电容测微仪法测量机床竖直运动直线度和滚动误差

介绍了一种测量机床竖直运动直线度和滚动误差的新方法。以悬挂在被测机床刀架近的竖直钢丝作为测量基准，用固定在刀架位置的电容测头瞄准钢丝，当机床主轴竖直运动时，机床主轴上的刀架系统相对于竖直方向的运动直线误差可由电容测微仪测得，钢丝本身的直线度可用转位法消除。再增加一个测微仪，还可测出导轨本身的直线度误差。将刀架沿水平方向运动到两个不同位置，分别测出两位置处的竖直运动直线度误差，由这两组数据可以计算出     

五自由度运动误差测量系统关键技术研究

设计了一种基于激光准直原理的运动平台激光五自由度运动误差测量系统,该系统基于双平行光束的准直原理对水平直线度、垂直直线度、偏摆角、俯仰角和滚转角误差进行同步测量。进行了系统直线度、偏摆角和俯仰角误差测量核心器件参数的自标定,针对双光束难以调平影响滚转角误差测量的问题,利用水平仪对滚转角误差进行补偿修正。对整套系统进行准确度比对实验,结果表明系统所测直线度、偏摆俯仰角和滚转角误差的准确度可分别达到0.8 μm,0.8″和1.5″,为机床几何误差测量技术发展提供借鉴。     

轴线直线度误差的一种近似评定方法

本文提出一种近似评定圆柱形工件轴线直线度误差的方法，该方法利用两个传感器在万能工具显微镜上测得工件被测点的二维坐标，利用一种简便的近似评定法获得了工件直线度误差，该方法简单实用，适于在工厂及实验室测量及评定轴线直线度误差。     

基于步距规的三坐标测量机的直线度误差分析方法

提出一种基于精密步距规进行坐标测量机直线度误差的分析方法,通过将步距规放置在测量空间的不同位置,根据三坐标测量机空间误差和几何误差的关系建立数学模型,从而得到其直线度误差,并通过仿真验证了其可行性.该方法可以应用在三坐标测量机的校准和安装调试,也适用机床导轨的直线度误差分析.     

轴线直线度误差的一种近似评定方法

本文提出一种近似评定圆柱形工件轴线直线度误差的方法．该方祛利用两个传感器在万能工具显微镜上测得工件被测点的二维坐标．利甩一种简便的近似评定法获得工件轴线直线度误差，该方法简单实用，适于在工厂及实验室测量及评定轴线直线度误差。     

收发分体式四自由度激光测量系统耦合误差建模与补偿

线性导轨广泛应用于精密机床和仪器,其运动精度直接影响所在设备的空间定位精度。针对团队前期研制的可以测量导轨直线度、俯仰角和偏摆角的收发分体式四自由度激光测量系统,其直线度与角度测量结果间存在的耦合干扰问题,提出了一种误差建模与补偿方法。根据激光测量系统的原理和结构,分析并确定了耦合误差的主要来源,利用矩阵光学及齐次坐标变换的方法建立了耦合误差的补偿模型。以雷尼绍XL-80型激光干涉仪为基准,对所建立的误差补偿模型进行了实验验证,结果表明:利用所建模型补偿后的直线度和角度测量误差均降低了75%以上。所提出的误差建模与补偿方法不但有助于提高四自由度激光测量系统的精度,同时也有助于降低其成本。     

三点法误差分离技术中的两个基本问题

理论分析与实验均表明：在三点法误差分离技术中，形状误差和运动误差都可以选择其中之一先行分离；而三个传感器标定误差的客观存在，将使形状误差或运动误差得不到完全的分离，从而影响测量准确度。     

用激光向量测量技术测量和补偿体积定位误差

一、导论本文阐述用激光向量测量方法来测量ＣＮＣ机床或其他精密仪器的体积定位误差问题。传统的激光干涉仪只能测量位移误差 ,而激光向量测量法则能测量出“向量误差” ,即各轴的位移误差和其两个横向直线度误差。此法的关键是测量方向不平行于位移的方向。对四条对角线进行向量测量之后 ,三个轴各自的位移误差、各自的两横向的直线度误差以及三轴之间的相互垂直度误差等十二个参数都可测得。位移误差、直线度误差、垂直度误差、角偏误差和刚性误差决定了ＣＮＣ机床等精密设备、仪器的精度。描述一个机器的运动特性是一件复杂的事情。在每…     

Phase Error Compensation of Three-Dimensional Reconstruction Combined with Hilbert Transform

Nonlinear response is an important factor affecting the accuracy of three-dimensional image measurement based on the fringe structured light method. A phase compensation algorithm combined with a Hilbert transform is proposed to reduce the phase error caused by the nonlinear response of a digital projector in the three-dimensional measurement system of fringe structured light. According to the analysis of the influence of Gamma distortion on the phase calculation, the algorithm establishes the relationship model between phase error and harmonic coefficient, introduces phase shift to the signal, and keeps the signal amplitude constant while filtering out the DC component. The phase error is converted to the transform domain, and compared with the numeric value in the space domain. The algorithm is combined with a spiral phase function to optimize the Hilbert transform, so as to eliminate external noise, enhance the image quality, and get an accurate phase value. Experimental results show that the proposed method can effectively improve the accuracy and speed of phase measurement. By performing phase error compensation for free-form surface objects, the phase error is reduced by about 26%, and about 27% of the image reconstruction time is saved, which further demonstrates the feasibility and effectiveness of the method.     

Dynamic error correction of a digitizer for time-domain metrology

A method for numerical correction of distortion in a digitizer used for metrology applications is described. Investigation of the digitizer's error behavior in the phase plane leads to the development of an analytic error model that describes the digitizer's distortion behavior. Of particular significance is the model's ability to describe nonlinear error in the fundamental spectral component manifested as amplitude and frequency-dependent gain and phase error. When fitted only to the harmonic distortion content of the digitizer's output data, the model generates an amount of fundamental that correctly accounts for the error in the digitizer's gain that is not due to linear system response. The model is therefore able to improve not just the total harmonic distortion (THD) performance of the digitizer but its ac root mean square measurement accuracy as well. At 1 MHz, the model linearizes the digitizer to 70 /spl mu/V/V over a range of 1 to 8 V and reduces harmonic distortion by >20 dB. It is believed that this is the first time that results of this nature have been reported in the literature.     

基于傅里叶变换的正弦信号源波形失真评价方法

介绍了一种直接利用经典傅里叶变换技术评价正弦信号源波形总失真度的过程和方法。借助于周期的精确测量技术，实现基波参数的精确测量。用时域能量方式计算失真，其内涵全面，包括了谐波、杂波、噪声等全部影响，并对测量系统本身的影响进行了补偿。同时，对不同条件下的失真度测量误差进行了分析，用一组仿真数据的实验结果，验证了正确性及可行性。所述方法可用于正弦信号波形失真度的精确测量和计量校准，尤其适用于大失真度的测量。     

线性运动平台多自由度几何运动误差测量技术

线性运动平台是精密制造和测量的基础,其定位精度直接影响着制造和测量的精度。由于制造和装配误差的影响,运动平台存在六个自由度的运动误差,将影响运动平台的定位精度。为了提高运动平台的定位精度,需要准确地测量各项运动误差。传统的测量方法只能对单一误差进行测量,并且测量仪器体积较大,无法集成在运动平台中进行实时误差测量。本文提出了一系列成本低、体积小、易集成的高精度多自由度几何运动误差同时测量技术,可以根据测量需求选择测量系统的自由度,在提高测量精度的同时,还可以实现在线测量,为提高线性运动平台运动精度起到重要作用。     

正弦信号源波形失真的一种精确评价方法

叙述了正弦信号源失真的分类 :谐波失真、噪声失真和杂波失真 ;讨论了失真测量的基本技术 (模拟法和FFT法 )的优点和局限性 ,分析了失真测量技术的难点和技术状况 ;介绍了谐波失真和总失真度的定义。提出了使用正弦波曲线拟合法评价正弦波信号源总失真度的过程 ,在能量守衡以及失真和信号本身不相关的前提下 ,详细分析和推导了量化误差对失真度评价的影响及修正公式 ,实现了正弦波信号源总失真度的精确评价 ,实验结果验证了该方法的正确性及切实可行性。同时 ,对评价方法进行了误差分析 ,该方法可用于正弦信号波形失真度的精确测量和计量校准     

基于改进有序聚类法的立式加工中心进给系统温测点优化

为解决立式加工中心热误差补偿关键技术中温测点难选取的问题，提出了一种基于改进有序聚类法的机床进给系统温测点优化方法。首先，结合试验数据计算反映温测点温度变量与热误差相关性的互信息值，初步筛选机床各部件的温测点，消除测点间的耦合性；然后，根据筛选出的温测点，通过建立类直径矩阵和计算各类的最小误差函数，获得温度变量分类；最后，基于多元线性回归建立包含多个不同温测点的热误差模型，并对模型进行统计学综合分析，确定了最佳聚类数和最佳温测点。结果表明：在不同加工条件下采用改进有序聚类法建立的热误差模型的均方根误差和平均残差分别降至1.05 μm和1 μm以下，相较于采用传统有序聚类法和灰色关联度模糊聚类法建立的热误差模型，它具有更高的热误差预测精度和更好的鲁棒性。所提方法在中小型加工中心进给系统的温测点研究中具有广阔的应用前景。     

回转误差精确测试与特征评定值

推导并建立了在主轴回转误差测试中不受标准球偏心影响的表征主轴回转精度的数学模型。经推导和仿真处理，得出当主轴回转误差分解为不同频次的径向圆周运动或单向谐振动时，机床加工的各种形状、尺寸、形位误差的精确特征评定值。     

包装机驱动控制系统中谐波噪声信号抑制策略

目的为了抑制谐波信号的影响,提取得到更准确的转子位置信息,提高包装机动力系统性能。方法文中提出一种基于滑模观测器、改进广义二阶积分器锁频环、锁相环的无传感器控制方案,并通过Simulink仿真实验验证该方法提取电机转子位置信息的能力。结果该方案能够有效降低反电势信号中的直流谐波分量和5、7次谐波分量,提高了基波信号纯度,降低了转速估计误差,提高了永磁同步电机运作过程中转速稳定性与可靠性。结论在Matlab/Simulink中进行静态实验与动态实验,实验结果验证了文中采用的控制策略对不同阶次谐波噪声信号具有更好的抑制效果,能够提高永磁同步电机转速估计精确度,提高包装机动力系统工作性能。     

机床几何精度的在线激光测量与快速校准技术

为了改善机床的几何精度,达到高精度的三维空间定位,必须对它的垂直度误差与直线度误差进行测量与校正.传统的激光测量方法花费时间长,成本高.由ISO及ASME提出并由波音公司等应用的体对角线测量方法虽然速度快、成本低,但不能有效分离误差源.现介绍一种由美国光动公司发明的基于体对角线分步(或矢量)激光测量方法,该方法速度快、准确度高、成本低,可以分离误差源并对其提供补偿与校正.