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.     

基于极坐标测量的圆度误差评定算法

提出一种利用极坐标测量数据求解圆度误差的网格搜索算法,其原理是在最小二乘圆心周围按一定规则布置一系列的极坐标网格点,依次以各网格点为理想圆心计算所有测点的半径值,通过比较这些半径值,实现最小区域法、最小外接圆法和最大内接圆法的圆度误差精确评定。详细叙述了算法求解圆度误差的过程和步骤,给出了数学计算公式及程序流程图。试验结果表明,该算法可有效、正确地评定圆度误差。     

再论基于遗传算法的圆度误差评价

为了在全局范围正确评价圆度误差，采用遗传算法评价圆度测量数据。本文讨论了遗传算法与传统优化算法结合来进行圆度误差评价，从而解决了遗传算法收敛终止条件的问题。计算结果表明，本文介绍的方法可以在设计变量的全局范围内有效、正确地评价圆度误差。     

最大内接圆法评定圆度误差值的快速、精确算法

介绍了利用最大内接圆判别准则求解圆度误差的基本思想,论述了用最大内接圆法评定圆度误差值的快速、精确算法。利用本文所述的计算方法,能够设计出圆度误差评定软件,实现三坐标测量数据的圆度误差评定。     

一种用于圆度误差评价的递推估计算法

本文通过建立圆度误差测量的观测方程和相应的准则函数 ,给出了一种用于圆度误差评价的递推估计算法。计算结果表明 ,运用该算法进行圆度误差评价能够得到待估圆心坐标及半径的最佳值。     

圆度、同轴度和圆柱度误差的最小二乘评定法

通过圆轮廓直角坐标值或极坐标值可以求得最小二乘拟合圆心坐标和圆半径，依据这两值可以精确计算圆度误差。若测量出圆柱面轮廓坐标值通过各截面圆心坐标可以求出同轴度误差．再通过最小二乘拟合圆柱轴线和半径还可以求得圆柱度误差。本文提出的计算方法很适用于测量仪器的自动数据处理。     

圓度仪主轴径向误差的验检

圆度仪有两种类型:图1为转轴式圓度仪;图2为转台式圆度仪。它们的测量原理是,当工件被测截面和转轴或转台的主轴轴线垂直,且被测截面轮廓中心和轴线重合时,在主轴旋转过程小,接触于工件被测截面轮廓的测头在截面半径方向上的位移,即反映被测截面轮廓的不圆度。很明显,主轴轴线在其与测量头联线方向上的径向运动——主轴径向误差将直接引入不圓度测量结果小,即圓度仪的量值是工件被测截面轮廓不圓度和主轴径向误差的迭加。当圆度仪主轴有足够重复精度,可用叙述的方法,从不圆度记录曲线中把两者分离,从而获得主轴径向误差。     

基于遗传算法的圆度误差评价

为了在全局范围正确评价圆度误差 ,本文采用遗传算法对圆度测量数据进行最小二乘法评价 ,克服了传统圆度最小二乘法评价的局部收敛问题。计算结果表明 ,本文介绍的方法可以在设计变量的全局范围内有效、正确地评价圆度误差     

等分取样高精度圆度误差测量

本文分析了等分取样对消除周期误差的作用和对测量结果的影响,从理论上导出了圆度评定中心不同,半径的极值点就不同,因而圆度误差不唯一的结论。从而提出了一种适合于将现代计算机测控技术与DSP技术相结合的等分取样计算圆度误差的方法。同时还提出了一种对平均滤波所引起的测量误差的补偿方法。     

长度计量基础知识讲座(四十四) 第四十四讲 圆度、圆柱度测量仪

第四十四讲圆度、圆柱度测量仪 圆度、圆柱度是机械制造和长度测量中形状误差的重要参数。圆度测量仪是以精密回转中心为回转测量基准,通过传感器测量被测件在不同转角位置上的实际轮廓至回转中心半径的变化量,从而评定被测件在某一横截面圆度的测量仪器。     

基于多源融合理论的机床圆度误差测量不确定度评定

圆度误差是评价机床加工精度的重要指标.为实现机床圆度误差测量不确定度的评定,对基于球杆仪测量的机床圆度误差的贡献因素及不确定度评定方法进行研究.首先,采用最小二乘法(least sqaure method,LSM)对圆度误差进行评定.然后,基于黑箱理论提出了多源融合误差测量不确定度评定方法.接着,根据球杆仪测量机床圆度...     

微分进化算法在圆度误差评定中的应用

为了精确快速计算圆度误差,提出了基于微分进化智能优化算法的最小区域圆度误差评定方法。介绍了微分进化算法的基本原理及种群初始化、变异、交叉、选择实现步骤,建立了该算法求解最小区域圆度误差的数学模型。为验证算法的有效性,进行了大量实验并与多种算法进行对比,证实了方法的评定结果不仅小于最小二乘法及标准遗传算法评定结果,精度高,而且计算结果稳定,运算速度快。实验表明:微分进化算法用于最小区域圆度误差评定有较强的自适应能力、快速全局收敛性和高稳定性,适于对高精度圆度误差的快速评定。     

Minimum Zone Evaluation for Roundness Error Based on Geometric Approximating Searching Algorithm

Considering the characteristics of roundness error, a new method for roundness error evaluation in the rectangular coordinates, named as Geometric Approximation Searching Algorithm, is presented in this paper. The principle and steps of the algorithm are described in detail. The mathematical formulas and program flowchart are given. At first the algorithm allocates a square and predetermines the ideal centre point as the initial reference point. The radius value of all the measured points are calculated by each corresponding vertexes of the square respectively. After each vertex of the square and the initial reference point are used as the ideal centre point to calculate the roundness error, the minimum difference of the radius is obtained. The judgment and arranged square can be done repeatedly. Finally, the roundness error value of the minimum zone circle is determined. The experimental results show that the roundness error can be evaluated effectively and accurately by using this algorithm.     

A three-dimensional particle roundness evaluation method

Particle roundness is one of the major shape parameters influencing the micro-and macroscopic mechanical properties of granular materials. Most of the existing particle roundness methods are based on 2D algorithms utilizing particle projections. However, the morphology of a particle projection will be influenced by the subjectively chosen projection angle. Based on the acknowledged Wadell’s definitions of particle corner and particle roundness, an innovative method is proposed to evaluate the 3D roundness of realistic particles in a quantitative and objective manner. This method first reconstructs the particle with a triangular mesh. Then, corner portions are identified by finding the surface vertexes with both a high local curvature and large relative connected area. After corner identification, a sphere-filling method is employed to fill the corner portions with spheres. Finally, the 3D Wadell roundness is computed by comparing the average radius of the filling spheres with the radius of the maximum inscribed sphere. Validation of the proposed 3D roundness evaluation algorithm is conducted by comparing the results of the proposed method with the results from theoretical and other existing approaches. The comparison indicates that the proposed method can be used to accurately and objectively evaluate the roundness of realistic particles.     

一种基于多步法的高精密主轴回转误差分离算法

论述了多步法回转误差分离算法的技术原理,提出了频域混合补偿法误差分离算法,通过分析采集到的误差数据中主轴回转误差、圆度误差等成分的频域特性,利用傅里叶变换得到误差的谐波分量,通过剔除、补偿等方式分离偏心误差、圆度误差,从而得到主轴回转误差,该算法能很好地解决谐波抑制问题。通过圆度仪在工作现场采集数据进行仿真分析,实验验证该方法的可行性,并用最小二乘法对结果进行评定。三、四、五步法得到的圆度误差评定值与厂家给出的圆度误差40 nm间的差分别为118 nm、113 nm、145 nm,而频域混合补偿法分离出的圆度误差评定值为54 nm,与40 nm仅相差14 nm,可以看出频域混合补偿法对误差的分离效果明显优于多步法的误差分离效果。     

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.     

基于显微视觉的微球圆度测量方法研究

利用显微视觉技术结合优化算法对微球的圆度进行自动测量。利用测量显微镜CCD相机采集微球图像,基于最大信息熵原理对图像增强,通过梯度非极大值抑制迭代算法分割图像,提取微球轮廓后进行最小二乘圆拟合,获得微球的圆度参数。该方法避免因滤波后微球目标边缘信息的丢失造成的检测精度降低。通过对0.5mm微球圆度测量实验证明:微球目标轮廓检测与提取的方法可以有效地抑制噪声干扰的影响,高效率实现目标边缘的准确定位;采用该方法获得的微球圆度值与标定微球圆度值之间的相对误差在0.17%之内,能够达到对微球圆度有效检测的目的。     

基于机器视觉的非均匀分布点圆度误差评定

对圆度误差的4种评定方法进行比较和改进,改进后的最小二乘法适用于非均匀分布圆或圆弧的计算,同时研究最小区域法在离散点非均匀分布圆的运用。用解析的方法求解最小区域下的圆度误差,改善了优化迭代法的缺陷,经过数次计算准确得到最小区域,以最小区域圆心作为圆心、平均半径作为半径,可将其应用于不完整圆和分布点非均匀分布的圆中。引出圆度误差评定的相对误差率ξk ,可说明圆度误差、加工精度、加工方法及微观占比例等情况。在圆孔视觉检测实验中,4种评定方法的计算结果分别为ξk1=0.019、ξk2=0.017、ξk3=0.018、ξk4=0.019。离散非均匀分布圆的检测方法可广泛应用于实际生产检测中。