直线度误差及平行度误差的检测方法研究

加工后的零件不仅有尺寸误差,而且构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置也不可避免地存在差异,这种形状上的差异就是形状误差,而相互差异就是位置误差,其二者简称为形位误差。文中主要介绍国内外常用的对直线度和平行度的检测方法。     

阿贝原则再认识

为探究阿贝原则在现代超精密制造和测量中的适应性,回顾了古典阿贝原则及其扩展,剖析了要素布局产生的一次误差,研究了二维长度测量中的阿贝原则。通过分析测量系统的标准量、被测量、瞄准点、读数点、导向面5个要素的不同布局产生的误差,发现当标准量和被测量按经典阿贝原则要求处于同一条直线上,而其余要素不在这条直线上时,也会产生一次误差。提出了瞄准共线、读数共线、导向共线以及阿贝臂误差、瞄准臂误差、读数臂误差、导向臂误差和阿贝综合误差等概念。揭示了阿贝原则的隐含条件,重新表述了阿贝原则。讨论了上下堆叠式和共平面式二维结构的阿贝原则适应性,提出了一种提升工具显微镜精度的简明方案,介绍了一种减小阿贝误差的共平面二维精密工作台。对阿贝原则的再认识,可更新设计理念,用于研制超精密仪器和机械,也可用于经典量仪的精度再提升。     

面向零件平面度误差估计的空间泛克里金插值建模

机械加工零件表面平面度误差估计是零件质量控制的重要内容。三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM)广泛应用于零件表面平面度误差测量,但是由于测量成本的限制,CMM获取的测量样本数量有限。因此需要采用空间插值方法,获取更准确的平面度误差估计。通过建立空间统计学的变异函数模型描述零件表面测量数据之间的空间相关性,并推导空间泛克里金插值方法预测零件表面未测量点的坐标高度值,最终将实际测量点和插值预测点通过最小二乘法建立平面度误差预测估计模型。实例研究的结果表明,球状变异函数模型较指数、高斯变异函数能够更有效地定量描述零件表面的空间相关性;同时,泛克里金插值方法提高平面度误差估计的准确程度,其估计精度优于传统方法 5%~10%。     

小零件平面度误差测量的一种新方法

针对小零件的平面度误差测量及数据分析处理 ,提出了一种新的测量方法。首先采用高精度涡流位移传感器对小零件的平面进行连续测量 ,然后利用遗传算法对数据进行处理 ,求出较精确的平面度误差值。这种方法提高了测量精度和速度 ,符合现代测量所提出的自动化和高精度的要求     

符合最小条件的平面度误差的数据处理方法

符合最小条件的平面度误差的数据处理方法佳木斯工学院边文莉，刘景春哈尔滨华侨实业公司梁振毅一、问题的提出随着科学技术的发展，对零件的要求除尺寸精度外，对其形位公差以及表面粗糙度也越趋于严格。在形状误差中最常用、最典型的是平面度。平面度误差的测定方法有许...     

大距离分布孔系同轴度和尺寸检测系统的设计

提出了一种针对孔系零件同轴度和内径尺寸的测量方案,以基准激光束建立绝对坐标系,使用多功能自定心测头作为运动测量部件来采集被测目标的参数信息,通过数据处理系统和误差补偿方法评定大距离分布孔系的内径值和同轴度误差,可以实现对大距离分布孔系内径和同轴度快速测量与高精度测量的统一,从而解决了大距离孔系零件尺寸和同轴度检测难且不易返修的问题。     

超精密平面度在线检测方法研究

磨削问题过实验,效性。介绍了一种用最小二乘逐次两点法对超精密平面度进行在线检测与误差分离的方法;针对平面光学玻璃设计了一套在线测量系统,所提出的方法可以精确而快速地分离出被测平面移动的导轨运动误差,通验证了该测量方法能在机床上直接测量工件的平面度误差,消除基准误差,从而保证实现在线测量的有     

柴油机轴承孔圆度圆柱度误差的测量

我国铁路上奔跑的内燃机车所用12V240柴油机机车结构复杂,尺寸和形状位置精度要求严格。以前对于主轴承孔圆度和圆柱度误差的测量是应用量表以两点法测量,由于测量精度低,又不能直观(不能显示实际圆图形)看到实际圆,曾一度是我厂主要质量问题。我们经过三年的努力,研制成功了应用于现场测量柴油机体主轴承孔φ235_0~(+0.046)mm,圆度、圆柱度误差为0.02mm的测量装置,并能对测量结果打印绘图。该测量装置对其它箱体零件孔的圆度和圆柱度误差测量也有一定的参考价值。     

基于三维模型的复杂曲面电磨底壳零件检测研究

本文研究了采用三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM)基于三维模型对具有复杂曲面外形的电磨底壳零件进行检测,并分析了尺寸和评定其几何误差.介绍了三坐标测量机(CMM)的基本工作原理;叙述了本实验所需的软硬件设备,最后通过对电磨底壳曲面的测量详细阐述了CMM的使用方法和有模型特征测量的过程.其中包括矢量点特征、直线特征、平面特征、圆柱特征等测量的过程.三坐标测量机基于三维模型进行零件空间尺寸测量及形位公差检测,完成以前用其它测量工具较难解决的复杂曲面尺寸测量问题,不仅直观、方便,而且测量果精度高、缩短了生产周期.     

三坐标测斜面孔时坐标投影偏差及不确定度

结合面投影和坐标平面投影两种投影原理,应用FARO和ZEISS两种三坐标测量机对磨刀机外壳上的斜面孔进行测量,观察被测孔的尺寸和坐标位置偏差,并对被测孔的圆度和测量平面的平面度误差所产生的不确定度进行分析。结果表明,两种途径测量偏差合理,满足定位误差及形状误差产生的不确定度的要求,为利用三坐标测量合理建立零件逆向CAD模型提供了依据。     

对大间隙配合中的零件采用位置度标注的浅见

位置度公差是形状和位置公差中最复杂的一个项目。它分为点的位置度公差、线的位置度公差、平面或中心平面的位置度公差。 线的位置度公差又分为刻线的位置度公差和轴线的位置度公差。轴线的位置度公差用来控制单孔轴线或成组孔轴线中每根轴线的变动范围，目的是确保零件在产品（或设备）中的装配或功能要求。 图1是我厂LS138221压紧片的零件略图。该零件的2×φ11.22.00+孔的轴线的位置度为φ0.02mm。尺寸公差与位置度公差遵循独立原则，即尺寸公差和位置度公差应分别满足要求，零件的实际尺寸与位置度的关系见表1。 图1 …     

千分表测量平面度误差的原理、方法及数据处理

1．测量原理 平面度公差用以限制平面的形状误差。其公差带是距离为公差值的两平行平面之间的区域。并规定,理想形状的位置应符合最小条件,常见的平面度测量方法有用指示表测量、用光学平晶测量平面度、用水平仪测量平面度及用自准仪和反射镜测量平面度误差,用各种不同的方法测得的平面度测值,应进行数据处理,然后按一定的评定准则处理结果。平面度误差的评定方法有：（1）最小包容区域法由两平行平面包容实际被测要素时,实现至少四点或三点接触。且具有下列形式之一者,即为最小包容区域,其平面度误差值最小。     

基于工业 CT 的零件内外曲面形位误差分析

针对具有复杂内腔结构零件的内部曲面形位误差分析困难的问题,提出了一种基于工业 CT 技术的零件复杂内腔的形 位误差分析方法。 首先,使用工业 CT 对零件进行扫描并重建为测量 STL 模型。 然后将设计 IGES 模型离散为 STL 模型与测量 STL 模型进行配准。 其次,利用设计 IGES 模型作为引导,判定测量 STL 模型中的点和 IGES 模型各曲面的归属,自动分割测量 STL 模型中的所有曲面。 最后,选取设计 IGES 模型的曲面并对曲面对应的点云簇进行形位误差分析。 选取百万级测量点云的 阀体模型进行实验,完整地分割点云模型所有曲面,选择任意曲面进行形位误差分析,测得选定内部曲面的圆柱度为 1. 11 mm、 平面度为 0. 61 mm、平行度为 1. 92 mm。 本文方法只需输入零件测量 STL 模型和零件设计 IGES 模型,再选取设计 IGES 模型待 测曲面就可以自动地完成零件内外曲面的形位误差分析。     

平面任意位置双曲线轮廓度的误差评定

提出了一种基于最小二乘原理的平面任意位置双曲线轮廓误差评定方法。根据双曲线的几何特性和形状误差的定义,利用双曲线标准方程与平面二次曲线方程关系,得到平面任意位置双曲线的拟合方程,并通过双曲线方程及双曲线法线方程的特点,计算出各测量点到拟合出的最小二乘双曲线的法向距离从而对平面任意位置上的双曲线轮廓度进行误差评定。实例证明:该算法可以实现平面任意位置上的双曲线轮廓度误差评定,具有一定的评定精度,可适用于一些误差精度要求不高的零件或设备的轮廓度误差评定,并且不需进行坐标转换。     

位置度公差标注形式浅见

位置度公差的必要条件是理论正确尺寸和基准。尺寸公差与位置度公差复合标注同时对注基准，其基准仅对所标注的位置度公差起限定作用，而不能限定尺寸公差。此时尺寸公差并不丧失其独原则两点法测量。尺寸基准仅用于一上坐标方法标注，多坐标尺寸基准体系的建立应采用位置度公差注法。     

夹具平面定位误差的连杆机构模型及其概率分析

研究了平面定位情况下的夹具定位误差通用分析方法.将加工表面、工序基准、定位基准和定位元件等决定定位误差的四个要素用直线、圆、圆弧和点等几何要素表示,并将四个要素之间的位置及其变动关系用平面连杆机构模型等价表示.通过研究采用机构的结构参数表示工件一夹具系统的所有工序信息及其内在联系的方法,建立了工件和夹具定位元件接触副与机构构件之间的映射关系,以及尺寸和形位公差的机构构件和运动副表示方法,从而实现了定位误差计算模型的自动建立.利用机构误差概率分析方法计算r夹具平面定位情况下的定位误差.     

数控机床工作台误差综合补偿方法研究

针对由几何误差与热误差引起的数控机床工作台与主轴之间相对位置变动的问题,通过试验分析其在不同温度状态下的误差数据,得到机床工作台平面度误差随热变形保持不变的规律,并提出了一种数控机床工作台平面度误差与主轴热误差的综合补偿方法。该方法通过分别建立工作台平面度误差模型和热误差模型,并运用叠加原理建立综合误差补偿模型,对传统固定单位置点建模补偿方法的原理性缺陷进行了改进。结合机床关键部件的实时温度值和刀具位置的实时坐标值,计算出了全工作台各区域各温度阶段的误差补偿值,进而实现了全工作台主轴轴向综合误差的实时补偿。检验及分析结果表明,相比于传统固定单位置点热误差建模补偿方法,该方法所建模型残余标准差减小约7μm,精度提高比例达到50%;单次最大补偿残差减小约11μm,精度提高比例达到60%,大幅度提高了机床的加工精度。     

评定平面度误差的几何搜索逼近算法

为了快速准确地评定机械零件的平面度误差,提出了基于几何搜索逼近的平面度误差最小区域评定算法.阐述了利用几何优化搜索算法求解平面度误差的过程和步骤,给出了数学计算公式.首先选择被测平面的3个边缘点为参考点构造辅助点、参考平面和辅助平面,然后以参考平面和辅助平面为假定理想平面,计算测量点至这些理想平面的距离极差;通过比较判断及改变参考点,构造新的辅助点、参考平面和辅助平面,最终实现平面度误差的最小区域评定.用提出的方法对一组测量数据进行了处理.结果表明,在终止搜索的条件为0.000 01 mm时,几何搜索逼近评定算法的结果分别比凸包法、计算几何法、最小二乘法、遗传算法和进化策略计算的结果减小了17.1、7.3、18.03、6.13和0.3μm.得到的数据显示该算法不仅能准确地得到最小区域解,而且计算结果有良好的稳定性,适合在平面度误差测量仪器和三坐标测量机上使用.     

端面加工实时误差补偿及平面度测量系统

提出了一种超精密车床端面加工实时误差补偿方法,并对工件加工表面进行在线测量,用最小二乘方法计算平面度,结果表明零件平面度改善了６２％,说明所提方法是可行的     

一种机器人的平面约束自标定技术研究

针对目前基于平面约束的标定方法误差模型复杂、实验条件较为苛刻等问题,提出了一种操作简单的平面约束标定方法。首先提出了修正的末端位置误差模型;其次在标定块的角点上建立坐标系,利用测量头对经过该角点的三个平面分别进行接触式测量,记录接触瞬间的各组关节角度值并将机器人末端位置转换到标定块坐标系中,从而建立平面约束误差模型;另外通过接触式测量头及编程实现了自动化测量,提高了标定效率;最后对运动学参数误差进行辨识并将结果修正到控制器。实验表明,机器人的绝对位置精度有明显提高。该标定方法成本低、效率高、操作简单,在保证精度的前提下简化了误差模型,具有实际应用价值。