圆度误差测量结果不确定度的评定

本文探讨了应用三坐标测量机测量圆度误差时其测量结果的不确定度的分析与评定。在做精密测量时,测量结果的准确性评价,国际上推荐使用测量不确定度作为度量尺度。为判定测量结果的准确性,有必要对圆度测量结果进行不确定度的评定。     

圆柱度测量仪示值不确定度评定

针对JJG429-2000检定规程中存在的问题,根据测量不确定度与误差的关系,提出在高精度圆柱度仪检定中应以圆柱度测量不确定度评定的方法给出示值不确定度,从而取代规程中圆柱度仪示值误差检定,并以TR290圆柱度仪为例作了介绍.     

电导率仪检定装置示值引用误差的不确定度分析

根据JJF1059-1999<测量不确定度评定与表示>、JJG376-2007<电导率仪检定规程>,对电导率仪检定示值引用误差的不确定度进行分析.给出了电导率示值引用误差测量不确定度评定的新方法.     

瞳距仪示值误差测量结果的不确定度评定

本文按JJG1059-1999《测量不确定度评定与表示》和CNAS-CL07:2011《测量不确定度的要求》对瞳距仪示值误差测量结果的不确定度进行了评定.     

基于单缝衍射原理的圆度误差测量方法

提出了一种全新的圆度误差光学自动测量方法.新方法基于单缝衍射原理,利用工件的圆度误差来改变衍射单缝的宽度,进而改变衍射条纹的间距.在测量单缝衍射中央明纹的宽度时,提出了用最小二乘法对测量到的衍射图像的光强分布进行二次曲线拟合,并由拟合得到的数学表达式,确定衍射暗条纹的精确位置.由导出的工件圆度误差与单缝衍射中央明纹宽度之间的关系,用最小二乘法对工件的圆度误差进行了评定.测量结果表明,新的圆度误差测量方法是可行的,圆度误差的相对不确定度小于1.4%,并且测量系统具有操作方便、精度高的优点,新方法也可应用于锥角、直线度误差等其它几何量的精密测量中.     

钢丝测力仪示值误差测量结果的不确定度评定

本文根据国家计量技术规范JJF1059-1999<测量不确定度评定与表示>、国家计量检定规程JJG911-1996<钢丝测力仪>并结合工作中的实际经验,对钢丝测力仪示值误差测量结果不确定度进行评定.     

统计圆度公差及其误差评定的研究

在分析几何圆度公差及其误差评定方法存在问题的基础上,指出现有圆度误差的各种测量评定方法都是基于几何公差的概念。提出应以统计圆度公差作为几何圆度公差的补充与发展。论述了统计圆度误差的意义及其测量评定方法。     

基于区域搜索的圆度误差评定方法

针对最小二乘法评定圆度误差存在的非线性方程组求解困难、线性化处理后的最小二乘法对测量采样点的布置特殊要求难以满足等问题,提出了基于区域搜索的圆度误差评定方法,阐述了方法的原理与实现步骤,并进行了实际圆度误差的对比测量与评定.结果表明,此方法简便易行,评定精度比最小乘法提高4.16%.     

百分表检定仪示值误差测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了百分表检定仪示值误差测量结果的不确定度评定方法.     

Excel在基于最小二乘法PCR仪样本示值误差不确定度评定中的应用

目的：探讨Excel在基于最小二乘法PCR仪样本示值误差不确定度评定中的应用。方法：依据JJF-2015校准规范中PCR仪样本示值误差的校准以及最小二乘法在不确定评定中的应用,推导基于最小二乘法的PCR仪样本示值误差不确定度评定。结果：根据PCR仪样本示值误差不确定度评定设计Excel,包括常量输入、变量输入、中间计算值设置及计算、结果输出,采用实际案例对其应用进行验证。结论：设计的Excel可简单快速地进行PCR仪样本示值误差的不确定度评定。     

微圆弧金刚石刀具刀尖圆弧的测量及评价

为实现对微圆弧金刚石刀具刀尖圆弧的评价,提出了一种基于高分辨率扫描电镜图像的评价方法,并对刀尖圆弧轮廓提取、轮廓曲线拟合、圆弧度评价等算法进行了研究.首先,运用Canny边缘检测算子提取刀尖圆弧图像的二维轮廓数据,并用移动最小二乘法对该数据进行拟合,使所提取轮廓光滑化;接着,建立了基于最小二乘准则的刀尖圆弧评价模型,并采用二次序列规划法对模型进行求解;最后,分析了轮廓拟合误差、测量不垂直度误差对刀尖圆弧评价结果的影响,并计算了刀尖圆弧半径及圆弧度不确定度值.实验结果表明所评价微圆弧金刚石刀具的刀尖圆弧半径为30.213μm,圆弧半径不确定度为351 nm,圆弧度为0.114μm,圆弧度不确定度为24 nm.由评价结果可以看出,本文所提出的方法可以实现微圆弧金刚石刀具刀尖圆弧纳米级精度的测量及评价.     

蜗杆砂轮磨齿机几何误差敏感度分析

为识别影响蜗杆砂轮磨齿机空间精度的关键几何误差项,提出一种基于旋量理论和Sobol法的几何误差敏感度分析方法。以YW7232型蜗杆砂轮磨齿机为研究对象,首先,基于旋量理论建立机床的几何误差模型;然后,采用Sobol法计算机床磨削过程中各几何误差项对空间误差分量的敏感度系数,并识别出关键几何误差项;最后,对机床的关键几何误差项进行修正,通过仿真分析对比修正前后机床的空间误差分量以及3种测量模式下球杆仪的杆长。仿真结果表明所提出的方法可有效识别出机床磨削过程中的关键几何误差,这可为提高机床精度提供理论指导。     

基于球杆仪的旋转轴几何误差测量和辨识

通过圆弧测量轨迹, 移动球杆仪测量球心在旋转工作台上3个安装位置的9项误差, 采用齐次变换理论建立几何误差辨识模型, 引入系数矩阵条件数进行安装参数的优化选取, 提出一种辨识旋转轴4项位置和6项运动误差的方法。最后, 在四轴数控加工中心上进行了测量和验证实验, 该方法可辨识出全部的几何误差项, 通过对几何误差计算出的预测值和球杆仪的测量值的比较, 预测值的绝对误差小于0. 003 mm, 具有辨识精度高、测量省时的优点。     

机床直线轴重复定位精度三维评价方法研究

重复定位精度是机床的一个重要性能指标，会直接影响加工产品的质量一致性。现有以直线轴运动方向的位置偏差作为评价指标的一维评价方法已经不适用于精密机床重复定位精度的评价。为了更全面地评价机床直线轴重复定位精度，提出了机床直线轴重复定位精度的三维评价方法，以球概率误差半径作为评价指标，将一维定位评价扩展到三维空间评价。首先，以卧式加工机床为例，通过齐次坐标变换建立了运动件单轴和机床的重复定位精度的数学模型，对现有一维评价方法的局限性进行分析。其次，基于卡方分布的性质，对球概率误差半径的计算过程进行简化。最后，通过简化的球概率误差半径计算方法对机床直线轴重复定位精度进行评价。以精密卧式机床的工作台为研究对象，通过实验对一维评价方法和三维评价方法进行了对比，结果表明，以球概率误差半径为评价指标的三维评价结果与定位点空间分布的离散程度基本一致。采用三维评价方法可以使机床重复定位精度的评价更加全面，可为机床整体性能的提升提供更可靠的理论指导。     

自适应MCM的波动性指标收敛趋势分析

分析了自适应蒙特卡洛法(Mote Carlo method,MCM)评定测量不确定度时的规律,将其应用于实践领域。首先介绍了MCM基本原理和自适应MCM评定的具体流程、步骤及程序实现;然后根据自适应MCM需进行稳定性判定等特性,提出了自适应MCM波动性指标的概念;最后通过具有代表性的线性模型(铂电阻气温传感器测量误差值的关系模型)和非线性模型(电阻-温度关系模型)的仿真试验,得出自适应MCM波动性指标收敛趋势的一般性规律。最终为自适应MCM在评定测量不确定度时提供了一定的技术参考。     

On the prediction of the roundness error in BTA deep hole machining based on the stochastic description of the cutting tool motion

This paper presents a methodology of predicting the maximum possible out-of-roundness of the hole produced, in BTA deep hole machining, as a function of certain machining parameters. Based on the solutions of the stochastic differential equations representing the machine tool-workpiece system in BTA deep hole machining, and the true cutting tool motion, an index describing the upper bound of the roundness error is defined. A parametric analysis of the out-of-roundness index is carried out. This analysis points out that at a low length-to-diameter ratio of the cutting tool, the axial force is the predominant factor causing the tool-tip deviation from the ideal motion, and that the radial and tangential forces are the major causes for the tool tip deviation at high length-to-diameter ratio of the cutting tool. The experimental measurement of out-of-roundness of the specimens under different machining conditions shows that the roundness error obtained lies within the zone described by the theoretical prediction.     

基于量子遗传算法的圆度误差测量研究

提出采用量子遗传算法,以提高圆度测量精度。首先用最小二乘法拟合获得建模数据中圆度图像的圆心坐标和半径;再通过圆度计算剔除不符合要求的圆度;然后用量子遗传算法进行多进制编码,量子旋转门非固定步长调整更新;最后给出圆度误差测量流程。实验仿真显示该算法获得了精确的测量数值,与三坐标测量机测量结果误差相差小于0.005 8 mm,半径相对误差小于0.19%,测量最大误差均在0.01%以内,同时最大误差波动比较平稳,测量不确定度比其它方法值较低。     

A STOCHASTIC CHARACTERIZATION OF THE MACHINE TOOL WORKPIECE SYSTEM IN BTA DEEP HOLE MACHINING Part II: Response Analysis and Evaluation of the Tool Tip Motion

In this paper, the solutions to the stochastic differential equations, which mathematically represent the machine tool work-piece system in BTA deep hole machining are presented. The solutions to the parametric stochastic differential equations have been obtained using the well known averaging technique. The non-parametric inhomogeneous equations have been solved using the Fokker-Planck equation. Based on these solutions, the true motion of the tool tip has been described using the maximum, average and minimum deviation curves. These curves predict that helical grooves will be formed on the workpiece and such helical grooves were observed on the workpieces. Also, the maximum, average and minimum values of deviation of the tool tip which is a measure of the roundness error are established. Based on these results an upper bound for the roundness error as a function of depth of hole is derived. The measurement of roundness of the specimens reveals that the experimental values be in the zone predicted by the theory in a finite region. So it can be speculated that the resultant force system is not completely balanced at the pads.     

基于机床体误差模型的加工面形误差预测

零件面形精度满足要求是超精密装备实现其关键功能的重要保证.影响工件加工面形精度的因素很多,机床体误差是其中最关键的因素.通过构建机床误差元与加工面形误差之间的直接关系来进行面形误差预测研究.提出了一种基于机床体误差模型的频域多尺度面形误差预测方法,该方法可结合机床体误差模型、工艺参数、加工轨迹等进行频域多尺度面形误差预测,可为加工路径规划、机床设计等提供理论参考,从而提高加工精度.进行了低频PV面形误差预测的实例研究,采用的机床为一台五轴联动超精密机床,加工表面为凹形截圆锥台锥面.通过实验与理论分别获得PV面形误差,其相对误差为17.3%,证明基于机床体误差模型的低频PV面形误差预测是可行的.     

A simple method for estimating the roundness of minimum zone circle

With the rapid development of micromachining technology, the feature size of object parts becomes smaller whilst the required tolerance accuracy becomes higher. The geometry of these micro-parts must be critically verified at sub-micrometer or even nanometer accuracy in three dimensions to guarantee machining quality, such as the cylindrical parts. Therefore, the method for estimating roundness error plays an increasingly important role in machining. This paper focuses on the roundness estimation based on the minimum zone circle method in a Cartesian coordinate system. An asymptotic search method is also proposed to obtain the coordinates of the concentric centre of the minimum zone circle model and to calculate the roundness error. Comparison and simulation experiments are also conducted to test the performance of the proposed method. The results demonstrate that the proposed method is effective, reliable and can meet the requirements for roundness estimation.