使用短基准的超精密长导轨直线度误差测量方法

在超精密加工与检测技术中,高精度长导轨直线度误差的测量与补偿技术一直是一个研究重点。在系统研究现有各种导轨直线度误差测量方法的基础上,提出一种使用短基准的导轨直线度误差测量方法,将长导轨直线度误差的测量问题分解为具有一定重叠区域的数段较短导轨直线度误差的测量问题。直接利用超精密直线度物理基准测量各段导轨直线度误差,通过将各段导轨直线度误差拼接起来,重构出长导轨的直线度误差。利用空间坐标变换关系建立基于最小二乘法的直线度误差测量算法,以及相对机械运动误差对测量结果影响的数学模型,分析研究重叠区域二次采样点的匹配误差,以及测量误差、采样频率等因素对重叠区域长度选择的影响规律。对长550 mm的气浮导轨进行实际测量试验,仿真与测量试验表明上述方法简单实用,可操作性强。     

时域三点法测量直线度信息高精度获取方法研究

常规时域三点法在直线度误差测量中会把零位和随机误差的影响迭代放大,使得直线度重构曲线失真,无法得到正确的直线度误差。通过对常规时域三点法数据处理误差放大机理进行研究,提出了基于比较消除法的误差等效均化的处理办法,并利用仿真和实验证实了其有效性和实用性。优化了时域三点法的直线度测量,使得直线度信息高精度获取成为可能。     

大跨距、小步距法测量导轨系统的导轨直线度研究

在导轨系统中,导轨的直线度误差通常可利用自准直仪或电子水平仪,采用节距法来达到误差检定的目的。而节距法只对导轨副行程相对较大的导轨系统奏效,对于文中提到的两类小行程导轨系统而言,传统的节距法则无法实现测量。针对两类跨距大而行程范围相对较小的导轨系统,笔者基于导轨系统中导轨直线度、直线度运动误差、角运动误差三者之间的相互关系,提出以大跨距、小步距法测量该类导轨系统的导轨直线度;结合双频激光干涉仪和电子水平仪测量运动部件所得到的直线度运动误差,以及对应位置下的角运动误差,处理得到了导轨系统的导轨直线度。     

精密配合孔轴线直线度误差评定

小尺寸的精密配合孔轴线直线度误差的测量和数据处理一直以来都没有一种可靠和简便的方法。提出的基于MATLAB坐标法测量孔轴线直线度误差的测量设计,很好地解决了这一难题。通过实证研究,证明了该方法在精密配合孔轴线直线度误差测量上的优越性。     

基于蒙特卡罗法与GUM法的直线度测量不确定度评定

由于形位误差测量的复杂性和测量结果评定的多样性,导致在实际测量结果中形位误差的不确定度评定成了难题。通过GUM法和蒙特卡罗法对直线度的测量不确定度进行评定。首先,根据最小二乘法得到直线度的误差模型;然后采用GUM方法对测量结果进行不确定度评定,采用蒙特卡罗仿真方法对测量值进行模拟仿真,从而得到直线度误差的不确定度;设置实验对比,通过数据分析验证了蒙特卡罗方法评定的可行性,为形位误差测量结果不确定度评定提供了更加简便的方法。     

基于机器视觉零件轴线直线度误差测量的研究

轴类零件的直线度误差是判断其是否合格的一个重要标准。针对接触测量轴零件直线度误差效率低、精度不高等问题,设计一个针对小型轴类零件直线度误差测量的平台;采用一种基于自适应阈值的八邻域空心梯度加权的清晰度评价函数用于相机自动对焦,经图像预处理、形态学操作、亚像素级边缘坐标提取后,通过径向局部区域搜索的方法得到零件中心轴线;提出基于最小区域的大变异双切点交叉遗传算法来评定零件中心轴线的直线度误差;采用图像用户界面集成评定算法。结果表明文中方法评定误差优于最小二乘法、分割逼近法和最小区域法,与文献中算法的评定结果基本一致。最后与三坐标测量仪测量结果进行对比,其中94%以上的测量结果相差10μm以内,因而本检测系统能够用于小型轴类零件轴线的直线度误差的测量中。     

长轴类零件直线度误差检测

我厂镗杆系列是属于长轴类零件,是镗床的关键零件,其直线度误差要求全长不大于0.01mm,因此又是关键精度检验项目。以前曾用水平仪在垂直面内贴圆柱面测量轴向母线的误差确定其直线度误差;由于满足不了装配要求,又改用按圆周等分(4或5)法沿轴向测量,以测量母线的座标曲线中的最大值为直线度误差还是满足不了要求,在长轴类零件(如镗杆、丝杠)直线度误差测量中,由于零件放置不同,并且这种放置又是随机的,对直线度测量结果有着直接影响。 如图1所示,由于测量长轴类零件放置的位置不同,使其在水平面和垂直平面的投影也不相同。当与测量平面重合时…     

基于频域--时域的机床直行部件运动误差在线测量

提出了以频域三点法求得的直线度误差为递推叠代初值的精确时域两点法测量机床直行部件运动误差的新方法。频域三点法所使用的测量数据是通过把传感器拾取的原始数据做对称延拓预处理后得到的，这样就可以避免经典频域三点法测量直线度误差时，由于直线度误差的非周期性、非封闭性以及端点不连续而引起的高阶谐波分量失真边缘效应。同时，利用现代控制理论分析了经典频域三点法的谐波抑制特性。并通过实验验证了该方法的正确性。     

评定直线度误差的最小二乘法

直线度误差的评定方法,根据评定基准线的不同,可以分为包容线法、两端点连线法和最小二乘法。包容线法和两端点连线法计算导轨直线度误差,《机械制造》1982年第4期“床身导轨精度的计算”一文已作介绍、本文介绍最小二乘法计算直线度误差。把误差曲线的一元回归直线作为直线度的评定基准线,作图计算直线度的方法,由于回归直线的回归系数是用最小二乘法计算的,故此法称之为最小二乘法。一、原理按回归分析方法,我们用一元回归直线作为误差的评定基准线。其方程为: y=ax+b(1)式中回归系数a、b通常用最小二乘法来计算。设在测量长度每一档x_i上,对应着直线度误差实     

便携式激光准直仪及直线度误差测评软件的开发

开发了便携式激光准直仪及直线度误差测量、评定软件。该软件集成了基于PC的数据采集功能和步进电机控制功能 ,综合应用了直线度误差的两类测量方法和两种评定方法 ,可在多种直线度误差测量仪器上实现直线度误差的快速测量和误差评定     

双PSD实现长直导轨四自由度测量的新方法

介绍一种基于双二维PSD实现大长度宽范围直线导轨俯仰角、偏摆角以及空间二维直线度等四个自由度在线测量的新型方法,对其测量原理进行了分析和论证,并建立了求取长直导轨俯仰角、偏摆角的数学模型和基于激光空间偏角修正基础上的二维直线度的数学模型;讨论了影响测量过程的各种因素,提出了消除其影响所应采取的措施。该测量方法提高了长直导轨直线度的测量精度和效率。     

评定直线度误差数据处理方法的分析与比较

用基础的测量方法和数据处理方法对直线度误差进行评定。测量方法采用水平仪的节距法。数据处理方法采用两端点连线法、最小二乘法、最小区域法。每一种方法都分别用计算法和作图法评定直线度误差。采用不同的方法对同一组数据评定直线度误差,其结果不尽相同,并对其精度进行比较,从而得出应用这三种方法评定直线度误差的差别。     

基于三坐标机直线度测量中采样间距的研究

基于三坐标测量机对直线度测量采样间距进行研究,根据采样数据用最小二乘法评定直线度误差,然后对评定结果进行分析比较,得到出用三坐标机进行直线度测量时采样间距与尺寸大小及精度之间的关系,并提出了今后的研究方向及内容。     

基于LabVIEW的数控机床形位误差精密测量系统

为了实现对数控机床形位误差精密测量,采用扭簧表及大理石平尺搭建导轨直线度测量装置,以HEIDENHAIN绝对式直线光栅尺为定位精度测量硬件,PC端通过数据采集卡获取测量信息,并基于LabVIEW开发虚拟仪器,实现了对数控机床导轨直线度、定位精度和重复定位精度项目的测量;提出了一种基于LabVIEW平台构建数控机床形位误差测量系统的新方案。在相同的检测参数下,对同一台数控机床进行检测,并与激光干涉仪测量的数据比对,激光干涉仪采用GB/T17421.2-2000统计分析方法,实验结果表明,本系统具备较高的测量分辨率和测量精度。     

Precision measurement of cylinder straightness using a scanning multi-probe system

This paper describes a scanning multi-probe system for measuring straightness profiles of cylinder workpieces. The system consists of two probe-units, each having three displacement probes. The two probe-units, which are placed on the two sides of the test cylinder, are moved by a scanning stage to scan the two opposed straightness profiles of the cylinder simultaneously. A differential output calculated from the probe outputs in each probe-unit cancels the influence of error motions of the scanning stage, and a double integration of the differential output gives the straightness profile. It is verified that the difference between the unknown zero-values of the probes in each probe-unit (zero-difference) will introduce a parabolic error term in the profile evaluation result, which is the largest error source for straightness measurement of long cylinders. To make zero-adjustment accurately, the cylinder is rotated 180° and scanned by the probe-units again after the first scanning. The zero-differences of the probe-units, as well as the straightness profiles of the cylinder, can be accurately evaluated from the output data of the two measurements. The effectiveness of this method is confirmed by theoretical analysis and experimental results. An improved method, which can measure the variation of the zero-difference during the scanning, is also presented.     

一种圆柱度测量基准的误差分离方法

通过对主轴回转误差运动的分析，结合三点法圆度误差分离技术，提出了一种完全分离圆柱度测量基准误差的分离方法，即利用主轴回转轴线平均线、测量传感器及直行导轨之间的空间位置关系，建立相应的坐标系，在分离出被测截面圆度误差、最小二乘圆心初始坐标的基础上，完整地分离出影响圆柱度精密测量的径向回转运动误差和导轨的直行运动误差。该技术不仅可以消除测量基准误差对圆柱度测量精度的影响，还可以实现主轴回转误差、导轨直线度以及导轨对主轴平行度误差的精密测量，对高精度误差补偿加工和机床的精度检验也具有重要意义。     

合像水平仪对导轨直线度误差的测量

合像水平仪是一种测量小角度的精密量仪,主要用来测量平面对水平面或竖直面的位置偏差,是机械设备安装、调试和精度检验的常用量仪之一。主要介绍了合像水平仪的测量原理,阐述了其对导轨直线度误差的测量方法及用图解法对测量数据的处理方法。该测量方法可应用于实际生产且简便易行,具有较强的推广应用价值。     

大尺寸平面直线度检测方法的研究

针对大尺寸平面直线度测量的问题,提出了基于三点法的直线度测量方法,并在此基础上确定了测具的结构、参数和位移传感器的型号,选用MSP430F149型单片机来捕捉脉冲信号,并完成了测量仪器的设计.对采集的数据采用了最小二乘法原则来评定直线度.研究结果表明,该测量仪器能够满足自动加工中对直线度测量精度的要求,为大尺寸平面直线...