一、圆度测量误差分离方法（论文文献综述）
黄冉[1]（2021）在《主轴回转轴心轨迹提取方法及实验研究》文中研究表明随着高端制造技术的不断发展,对机床主轴实施的振动控制、精度控制及特定回转轨迹控制等已经成为重要的研究方向,在这些主动控制过程中,对主轴回转位置的高精度、实时、在线检测具有重要意义。但是,在实际的测量中主轴的回转轴心位置通常是通过对主轴的外轮廓的测量间接获取,这就不可避免地在采样信号中混入了主轴测量截面外轮廓的圆度误差,这就要求将混合信号中的圆度误差及回转轴心轨迹分离出来,才能实现主轴的精密控制,本文的主要任务是研究主轴圆度误差及回转轴心轨迹的精确测量与分离方法;研制开发轴心轨迹实时在线监控系统软、硬件;为实现机床主轴的主动精密控制奠定基础。开展的主要工作如下:（1）系统地介绍了基于三个传感器的回转误差分离技术,研究了频域三点法误差分离过程,推导了离散三点法的一般方程,在先行分离出主轴圆度误差下,进一步地给出了主轴的运动轨迹的一般方程。通过分析常规三点法误差分离技术（G3P方法）中存在的谐波抑制问题,提出了在实际应用中存在的舍入误差概念及其导致的误差分离精度问题,进而提出了基于差分算法的新的误差分离技术（D3P方法）,并推导出了基于一阶向后差分算法的误差分离算法（Ⅰ-D3P方法）以及基于二阶向后差分算法的误差分离算法（Ⅱ-D3P方法）的通用表达式。（2）定义了两个表达式RRMSE和RPPE,分别用以描述估计值与实际值之间的整体差异和最大差异,以评价各三点法误差分离方法的误差分离精度问题。对比研究了传统G3P方法和所提D3P新方法,对主轴圆度误差和回转轴心轨迹的分离效果。对于不同的每周采样点数N,采用D3P方法误差分离所得圆度误差效果和回转轨迹效果,分别至少是G3P方法的66倍和40倍。显然,这是非常显着的分离效果提升。进一步研究了传感器安装位置对G3P方法、Ⅰ-D3P方法和Ⅱ-D3P方法误差分离的效果的影响,结果表明D3P方法对传感器安装位置具有更高的鲁棒性,总结得出了传感器最应该避免的分布位置。（3）搭建了机床主轴回转轨迹测量及其主动控制实验平台,开发出回转轨迹在线测量与误差分离软硬件系统。首先基于VC2010、TDM应用程序接口以及MATLAB引擎,开发了 TDM数据文件批量转换软件,为前期的误差分离实验提供了便利。然后,基于ARM、AD7606、VC2010、FFTW等开发了轴心轨迹在线监测控制上下位机软硬件系统,可实现对轴心轨迹的控制以及轴心轨迹的实时在线提取与分析。（4）开展了主轴回转轴心轨迹及误差分离试验研究。利用互相关理论对传感器安装位置进行辨识实验,准确获取了各传感器安装位置。利用滑动平均滤波器对传感器的采样信号进行滤波处理,并仿真对比了滤波前后误差分离效果,验证了存在噪声下预先利用滑动平均滤波器滤波而后进行误差分离是正确的。在不同传感器安装角度、不同每周采样点数下,利用G3P方法、Ⅰ-D3P方法和Ⅱ-D3P方法进行了误差分离实验,获得了上述各工况下主轴的圆度误差以及回转轨迹。对实验结果进行了评定、定义了评价两个序列之间的偏差公式dv以评价三种方法误差分离结果之间的差异情况,实验结果证明了 D3P方法的有效性,相比于G3P方法,随着主轴每周采样点数降低,D3P方法的误差分离优势越明显,这对主轴高速运行下的圆度误差和回转轨迹的提取具有现实意义。（5）进行了主轴主动控制下的轴心轨迹提取实验。利用压电陶瓷驱动器,控制静压轴承的薄膜节流器,改变静压轴承的油腔压力,从而推动静压主轴改变轴心位置,实现了对主轴轴心轨迹的主动控制。研究了不同转速、不同控制频率及X、Y单向控制和双向联动控制时的主动控制轴心轨迹的提取与误差分离。上述多种工况下分离出的圆度误差基本相同,分离出的轴心轨迹的频谱中,控制频率的特征突出,而且交叉耦合特征随速度的增加,而愈发明显,这都佐证了检测系统与分离方法的正确性。主动控制轴心轨迹,可为主轴的主动控制提供正确的瞬时位置（幅值和相位）信息,具有重要应用价值。（6）论文最后,对所提新方法和开发的测试系统的精度进行了综合评定。分析了误差分离实验中存在的误差源:传感器的测量误差、传感器的安装位置误差、传感器支架的水平误差、传感器支架的垂直误差以及温度误差。对G3P方法、Ⅰ-D3P方法和Ⅱ-D3P方法进行了基于蒙特卡洛方法的不确定评定,分析了轴心轨迹各谐波分量的幅值及相位不确定度,结果表明:所提新方法的轴心轨迹幅值不确定度减小了一倍,相位不确定度减小近10倍,效果提升显着。
刘力[2]（2021）在《精密转台多自由度运动误差测量系统研究应用》文中研究指明回转运动作为机械运动中的最基本的运动之一,其被广泛的应用在工业机器人、精密机床、激光跟踪仪、坐标测量机等。但是由于装配、制造、设计等诸多因素的存在,导致转台回转轴在运动过程中始终固有的存在着位置相关几何误差以及位置无关几何误差。误差防止法和误差补偿法是提高精密加工或测量仪器回转精度最常用的方法,相比于误差防止法,误差补偿法不需要提高零部件的制造、装配精度,通过相关理论分析建立相关的数学模型补偿误差,进一步的提升仪器的加工测量精度。所以本文着重研究转台的几何运动误差测量以及分离工作,提出转台运动误差的在线与离线测量方法,建立几何运动误差的分离补偿模型并进行测量比对验证。本文提出一种精密转台的五自由度几何运动误差的激光测量系统。基于齐次坐标变换的误差分离模型,分析参考轴与回转轴未对准的位置无关几何误差、测量仪器的安装误差、以及回转轴固有的多自由位置相关几何误差之间的几何关系。对测量的误差运动进行最小二乘圆（LSC）分析,分离出测量仪器的安装误差,同时解耦出精密转台的五自由度位置相关几何误差以及回转轴线未对准的位置无关几何误差。最后对精密转台分别进行顺时针（CW）以及逆时针（CCW）多次重复测试,并与光电自准直仪测量结果进行比对,成功验证了转台多自由度运动误差测量系统的可行性以及有效性。目前,包括上述本文提出的方法在内,转台的多自由度几何运动误差辨识大多均属于离线准静态测量。然而在实际运动过程中,回转工作台不可避免的存在着负载,由于负载的实时变化,其回转运动的多自由度的几何运动误差与离线准静态测量的误差模型不一致,导致离线准静态测量的运动误差在在线运动中补偿效果不理想。因此,本文提出一种双光栅编码器的精密转台几何误差多自由度在线测量系统,该双光栅编码器可以内嵌到精密转台回转主轴上,通过快速运动速傅里叶变换（FFT）分析回转轴的几何运动误差,成功分离出精密转台的多自由度的位置相关几何误差以及位置无关几何误差,最后通过与电感测微仪测量的工件圆度误差进行比对,验证转台多自由度运动误差在线测量系统的可行性以及有效性。最后,基于上述内嵌式双光栅的多自由度实时在线测量系统,成功设计一台具有在线自标定几何运动误差功能的精密回转运动台,其径向运动误差为±1.5μm,倾斜运动误差为±2",通过对自标定转台进行静力学分析以及模态分析,自标定转台各项性能指标符合设计需求。
段彬[3]（2021）在《辊筒模具表面形状误差的在位测量方法研究》文中提出辊筒模压技术是目前微结构表面加工技术中较为先进的一种加工方法,不仅能加工出高精度、复杂的微结构表面,且具有生产效率高、成本低等特点。辊筒模具是辊压技术的关键零部件,辊筒模具表面微结构的加工误差将直接反映在光学薄膜上。高精度的辊筒模具加工离不开高精度的测量技术,现在市场上主流的工件轮廓测量技术是通过一些高精度的商用测量仪进行离线测量。但是由于辊筒模具体积、质量较大,不易进行离线测量且进行离线测量后不易进行补偿加工,所以有必要开发新的在位测量方法。但是在进行在位测量时,机床的运动误差会对测量结果产生影响,因此需开展误差分离技术的研究。本文的研究内容如下:（1）开展辊筒模具表面形状误差测量方法的研究。研究了基于柔性铰链的微位移平台辊筒模具直径、表面直线度、表面圆度的在位测量方法,并研究基于对置双测头测量辊筒模具锥度角与直径偏差的方法。（2）研制了基于柔性铰链的微位移平台。微位移平台是实现辊筒模具表面形状误差测量的重要载体,进行了柔性铰链的结构设计与静力学仿真分析。并对研制的微位移平台进行了性能测试,实验结果表明研制了平台能满足后续误差分离的要求。（3）分析影响测量系统精度的因素。针对直线度测量方法,分别分析了微位移平台定位误差、微位移平台偏摆角误差、辊筒机床导轨定位误差、传感器噪声误差。针对圆度测量方法分别分析了微位移平台定位误差、主轴回转定位误差、传感器对中误差,传感器噪声误差。仿真结果表明在测量系统存在上述误差时测量系统的直线度测量精度为±0.2μm,圆度测量精度为±0.1μm。（4）进行辊筒模具表面形状误差的在位测量实验。进行了工件直径、圆度误差、直线度误差测量实验,将微位移平台测量结果与商用测量仪或标准件进行比较,得出直径测量误差为44μm,圆度的测量误差为0.07μm,直线度测量误差为±0.2μm,证明了上述仿真分析的正确性。最后,进行了一个大型辊筒模具表面形状误差的在位测量实验。
朱丹丹[4]（2021）在《基于线阵相机的凸轮轴精密测量关键技术研究》文中研究说明几何精度测量是汽车发动机凸轮轴制造工艺的关键环节之一,传统接触式测量具有高精度的优点,但同时也存在效率较低和可能对测量表面造成损伤的不足。鉴于此,研究基于图像与坐标方法相结合的凸轮轴测量关键技术,包括测量系统方案、几何误差补偿技术、图像边缘检测技术等,为凸轮轴几何尺寸高效测量提供技术支持。首先,设计了凸轮轴测量系统总体方案,根据凸轮轴的主要特征进行测量系统需求分析,采用图像与坐标测量相结合的方法,用线阵相机代替传统的接触式测头。根据设计要求完成了光学成像系统的硬件选型,并给出了测量系统标定方法,实现单位换算和边缘标定。其次,研究了测量系统几何误差补偿技术,通过对测量系统的机械结构进行分析,基于多体运动学理论和齐次坐标变换矩阵理论,建立了采用线阵图像测头的坐标测量系统的几何误差模型。对测量系统的几何误差进行敏感度分析,采用矩阵微分法建立数学模型,找出影响测量系统精度的关键误差项。针对关键误差项进行误差补偿,在此基础上建立形位误差评定模型,并进行误差补偿仿真分析。再次,研究了图像处理算法,通过对凸轮轴图像进行预处理,提取出图像中感兴趣的区域,舍去多余像素,提高了图像处理的效率。为了获取边缘区域的像素灰度值,选择合适的像素级边缘检测算法对零件边缘进行初定位。采用拟合函数对边缘灰度曲线进行拟合,结合边缘标定结果,确定边缘点在边缘曲线上的位置,从而精确的提取出待测零件的亚像素边缘点。最后,搭建了凸轮轴测量系统样机,采用不同直径尺寸的标准轴进行标定实验,得到直径尺寸与标定结果的变化关系。在此基础上,进行凸轮轴特征参数的测量实验,以ADCOLE 911型测量仪检测结果作为对比参考值,检验本文所研究的凸轮轴测量系统的测量精度。结果表明,本文所研究的凸轮轴测量系统测量误差小于1.7μm,重复测量精度能够达到0.9μm,满足凸轮轴检测精度要求。
石锦洋[5]（2021）在《精密主轴径向回转误差测试方法与检测系统研究》文中研究说明主轴径向回转误差是衡量与评估主轴工作性能与工作精度的重要指标,对于预测和控制依靠主轴工作的高端装备所加工工件的质量具有重要意义,如何检测并分离出高精度的主轴径向回转误差成为近年来研究的热点。国内外学者研究并提出了反向法、多步法以及多点法等误差检测方法,但由于受到传感器安装定位角度、索引和二次定位工件精度等不确定因素的影响,其误差检测与分离精度不高。针对上述难点,本文提出了一种适用于精密主轴高精度误差检测的原位误差检测与分离方法,该方法融合了反向法与三点法的特点,改进了误差采集方法,避免了二次定位工件引入的系统偏差;其次采用三个传感器在特定角度原位进行测量数据采集,通过分析不同位置传感器采集的包含相位差异的数据信息,将工件圆度误差与主轴径向误差进行分离,相比传统三点法该过程更加精简。基于编程软件开发了误差数据采集与处理系统,最后,设计并搭建了一套高精度的主轴误差检测系统。通过实验研究,验证了分离算法的有效性,评定了检测系统的测量不确定度,主要研究内容如下:（1）提出了一种适用于精密主轴径向误差检测的数据采集方法与策略;分析了主轴径向回转误差与标准工件圆度误差及其他干扰误差之间的关系,提出了一种特定角度三点法误差分离算法,推导了所提分离算法的理论公式,仿真结果表明该方法能够将随机性和周期性的主轴径向误差与工件圆度误差进行分离,分离结果较好。（2）研究了多个传感器与检测参考面的对心问题,设计了多传感器的安装定位夹具;研究了标准工件与主轴的安装偏心问题,设计了标准工件安装偏心调整机构;基于编程软件开发了误差数据采集、数据处理及误差结果显示等功能模块。最后,基于液体静压主轴设计和搭建了一套高精度的主轴径向误差检测系统。（3）标定了电容传感器在实际工况条件下的分辨率大小;研究了转速变化对主轴径向回转特性的影响关系;对比分析主轴在同转速下10次误差检测结果的差异,评定了实验系统的误差测量不确定度;对比分析使用本文所提误差分离算法分离出的标准球圆度误差与公称圆度误差的偏差大小,验证了分离算法的有效性。（4）采用谐波分析的方法研究了工件安装偏心误差对主轴径向回转误差的影响关系。研究了主轴轴向误差与径向误差的相关性,通过研究发现,主轴发生轴向窜动会导致传感器采集的误差数据引入系统偏差,但偏差较小。实验研究表明,主轴误差检测系统的测量不确定度在纳米级精度,分离出的标准球圆度误差与公称圆度误差十分接近,验证了测试方法的有效性。通过上述研究,最终获得了一套适用于精密主轴高精度径向误差检测与分离的理论和方法,为智能主轴以及其他依靠精密主轴工作的高端装备的研发提供设计理论和工程开发基础。
王宏业[6]（2020）在《基于多偏置误差分离的航空发动机低压涡轮轴同轴度测量方法》文中认为航空发动机作为“工业王冠上最耀眼的明珠”,是“中国制造2025”的重点研究领域之一。低压涡轮轴是贯穿整个航空发动机多级转子系统、保证同轴度的关键部件,具有超大长径比的特点,是典型的细长阶梯轴。由于其特殊结构,导致测量系统的多偏置误差如偏心、倾斜、测头偏移等被引入和传递,相互耦合并被放大,严重降低同轴度测量精度,造成航空发动机剧烈振动,缩短无故障时间和寿命。因此,亟需开展航空发动机低压涡轮轴同轴度测量方法的研究,提高测量精度。针对系统误差影响低压涡轮轴测量精度的问题,本文提出一种基于多偏置误差分离的同轴度测量方法。该方法通过建立低压涡轮轴圆柱轮廓测量和误差分离模型获取“纯净”的表面轮廓数据,在此基础上,提出非等间隔形态学滤波和同轴度智能评定算法,进而实现航空发动机低压涡轮轴同轴度准确测量。主要研究内容包括:首先,针对传统测量模型的原理缺陷,建立多偏置误差圆柱轮廓测量模型。基于低压涡轮轴的结构特点及测量工艺,对同轴度测量的多误差源进行辨识和影响机理剖析,建立七偏置误差测量模型。基于传统测量模型,分析偏置误差对圆柱轮廓测量的影响规律,以及偏置误差、轮廓半径、采样高度复合作用对圆柱轮廓测量的影响规律。仿真结果表明,该模型用于偏置误差、采样高度较大,轮廓半径较小的测量时更有效。其次,针对线性估计法的原理缺陷,提出一种基于参数估计的多偏置误差分离方法。该方法基于测量系统中误差间的耦合关系,借助特征识别法和下山单纯形（N-M）算法,实现检定参数、截面参数及空间参数的分序估计与分离。与线性估计法的对比结果验证了所提方法对于多偏置误差分离的有效性,仿真结果表明,当偏心误差为30μm,工件高度为900 mm时,偏心误差的估计准确性提高了0.71μm,同轴度误差的测量精度提高了57.88%。再次,为了实现低压涡轮轴表面数据的有效处理,提出非等间隔形态学滤波和同轴度智能评定算法。针对实际采样角度的不均匀分布问题,融合形态学和包络提取（alpha shape）理论,提出一种非等间隔三维形态学滤波方法,与等间隔滤波相比,工件高度为900 mm时,同轴度测量精度提高了2.34μm。基于遗传算法和支持向量回归算法提出了同轴度智能评定方法,与最小二乘法相比,同轴度测量精度分别提高了0.48μm和0.41μm。最后,基于超大型同轴度校准装置开展了航空发动机低压涡轮轴同轴度测量实验验证。实验结果表明,相比于传统测量方法,本文测量方法能够得到更加准确的同轴度,高度1000mm的同轴度标准器测量精度提高了28.14%,高度1500mm的同轴度标准器测量精度提高了27.41%,验证了基于多偏置误差分离的航空发动机低压涡轮轴同轴度测量方法对于提高同轴度测量精度的有效性。最后,以高度1500mm的同轴度标准器测量为例评定不确定度,测量结果为（12.79±0.45）μm。
郑伟城[7]（2020）在《慢刀伺服主轴回转误差的在线测量技术研究》文中研究指明在超精密加工领域,影响零件精度的重要因素是机床的主轴回转误差,研究超精密机床的主轴回转误差不仅可以用于评估主轴的回转特性、检测机床主轴的运行状态,并且可以预估机床在加工零件时的误差来源,还可以为加工误差的补偿提供数据来源。而慢刀伺服加工技术由于其具有工作行程大、可加工大型连续的复杂零件、高效率、高精度等优点,被广泛应用于自由曲面的加工。本文主要以美国摩尔450超精密车床为主,针对该车床的主轴回转误差进行相关研究,并且提出一种可行的在线测量方法。在实际的主轴测量中,通常采用间接测量的方法:即通过测量安装在主轴上的标准元件（表面质量高的圆球或者圆柱）,以标准元件作为测量基准。然而在这个测量过程不可避免地会引入标准件的安装偏心误差及其圆度误差,因此需要采用误差分离的方法将主轴误差和圆度误差分离,常用的误差分离方法有反转法、多步法、三点法。考虑到在线测量的实现及机床的安装情况,本文以反转法作为误差分离的基础,将圆度误差分离出来后补偿回主轴的测量,从而实现主轴回转误差的在线测量,为了检验该方法的分离可行性,在Matlab上仿真模拟了反转法的误差提取过程。本文采用的标准件使用自身超精密车床进行二次加工后的圆柱体,很大程度上减少了安装偏心。针对反转法的原理,设计并搭建出主轴在线测量平台,主要功能是实现标准圆和传感器的180度反转,并且可以实时采集主轴的回转角度。该套测量夹具可以同时三个传感器的测量,并且为了调整测量位置而增加了微调结构。在经过温漂实验后,确保了夹具的稳定性,其刚度符合实验要求。经实验测量,不同转速下主轴回转误差的平衡位置也不同,且在同一转速下不同测量状态其平衡位置也不同,这进一步证实了主轴回转误差在线测量的必要性。在采用反转法测量后,先后得到两个工位的原始数据。经过傅里叶分析方法和最小二乘法拟合对比分离得到标准圆安装偏心误差,然后在反转法的误差分离算法下提取得到圆度误差和主轴误差。该圆度误差为标准圆的圆度误差,反映了被测工件的面形误差,该误差不随转速的变化而发生改变。为了更好的评估主轴误差在不同转速下的特性,在时域和频域下分析了几组转速下的主轴误差变化情况。本文的主要研究成果是搭建出一套能够用以主轴回转误差在线测量的装置,该测量夹具依据反转法作为基础误差分离方法而设计,能够实现传感器和被测工件的180度反转安装。经测量和误差的提取,定性的分析了主轴回转误差随转速的变化情况,定量的评估了不同转速下的主轴同步误差和异步误差。
付俊森[8]（2020）在《两种多点大型圆柱廓形原位测量技术及其不确定度分析》文中提出大型圆柱体通常用于轧制大尺寸产品,例如超级压光纸,平板显示器,太阳能电池板和汽车钢板。这种圆柱体的特征是应具有很高的形状精度,因圆柱廓形误差会拷贝到产品上,导致产品表面缺陷。因此,当今的装备制造业迫切需要大型圆柱廓形的原位精密测量方法,以提高国家大型装备制造的技术水平和大尺寸产品的市场竞争力。选题面对提出的两种多点圆柱度误差分离技术,通过评定测量不确定以及与Talyrond 365测量结果的比对,评估两种误差分离技术在圆柱廓形原位精密测量中的可靠性和精度,研究对促进圆柱廓形测量技术与大型制造装备的融合、实现测量与加工一体化具有重要意义。完成的主要研究工作如下:1)在明辨了圆柱廓形的截面半径偏差、圆度和圆柱中线廓形与廓形谐波分量之间关系的基础上,仔细研究了传统三点圆度误差分离方法,证明了其可以精确测定截面廓形的半径偏差和圆度,但其一阶谐波抑制问题使得其难以准确测定截面廓形的最小二乘中心矢量。2)基于提出的两种五点测点配置策略,建立了相应的误差分离测量模型,理论和仿真证明了两种方法能够正确测定截面的最小二乘中心矢量,即准确测定了被测圆柱的中线廓形,实现了符合ISO 12180定义的基于中线廓形的圆柱廓形测量重构,在此过程中剔除了导轨和轴系的误差运动,实现了全谐波误差分离。3)鉴于误差分离算法的复杂性,传统的基于微分的测量不确定度评定方法难以实现,选择用蒙特卡洛方法评估了圆柱廓形的截面廓形圆度和半径偏差以及圆柱中线直线度的测量不确定度,测量不确定度评定结果度较好的呈现了两种方法在抗干扰能力上的不同。4)将两种测量方法获得法圆柱廓形测量结果与Talyrond 365的测量结果进行比较,验证了五点误差分离方法（FC-EST）具有抗干扰能力强,测量精度高。基于MATLAB完成了对两种误差分离模型的仿真软件和测量不确定度评定软件的开发;完成了与Talyrond 365的测量结果的比对实验,取得的研究结果对大型圆柱廓形高精度原位测量具有一定借鉴意义。
黄光灿[9]（2020）在《辊筒模具直线度与圆度在位测量技术研究》文中研究指明应用辊筒模压技术加工的微结构功能表面近年来已广泛应用于液晶显示器、太阳能电池等产品中。辊筒模具是辊筒模压机床的关键零部件,它的表面微结构精度决定着辊筒模压机床加工的微结构功能表面的精度和品质。高精度辊筒模具加工离不开高精度的测量。由于辊筒模具一般质量大,不便于离线测量,而在位测量时,机床导轨的直线度误差和主轴回转误差又会影响到测量精度,所以需要采用误差分离方法进行在位测量,辊筒模具形状在位测量技术是辊筒模具实现高精度加工的关键技术。为了更好的提高测量效率、测量精度以及降低测量成本。本文基于逐次两点法、多测头误差分离法和平行三点法误差分离方法开发新的测量系统对辊筒模具直线度和圆度进行高精度在位测量。该测量系统利用柔性铰链的极高分辨率和重复性以及音圈电机的高频率响应特性以实现多测头扫描测量功能。通过所研究的测量方法和测量系统开展了辊筒模具直线度和圆度在位测量实验,验证了所研究方法的有效性。论文的主要研究工作包括:首先,分析现有辊筒模具在位测量技术的误差分离方法。对逐次两点法和多测头误差分离方法测量辊筒模具直线度的原理进行分析,提出了单测头剪切扫描测量方法。分析研究平行三点法测量辊筒模具圆度的原理,进而提出了单测头平行三点法。其次,设计并搭建了在位测量平台。设计了以柔性铰链和音圈电机组成的剪切平台。同时,设计了测量平台控制系统,实现对测量平台的整体控制。针对所研究的在位测量方法和设计的测量平台,分析测量误差来源。应用MATLAB编程仿真分析各类误差对直线度和圆度测量造成的影响,验证了整个测量系统的可行性。最后,通过调试优化测量系统,开展辊筒模具在位测量实验,测量了直线度和圆度的误差及重复性误差。通过直接扫描测量方法测量辊筒模具直线度和圆度实验以及通过测量自由曲面工件实验,验证了本文研究的测量方法和测量系统能实现高精度在位测量。
方传智[10]（2020）在《基于双SPM探针的微球测量方法研究》文中认为在微纳测量领域,微纳米三坐标测量机（micro-nano CMM）是用于微小型零器件测量的精密工具,其精度通常控制在数百纳米。微纳米三坐标测量机的测头顶端是一个直径为数十至数百微米,球度为数十至数百纳米的微球,微球的轮廓误差量级与微纳三坐标测量机的精度等级近似,因此必须对微球轮廓进行精确测量,从而修正微纳坐标测量机的误差,保证测量机精度。目前国内外针对微球的测量方法可以分为接触式和非接触式两类:接触式测量能达到较高精度,但依赖于研究团队开发的特定设备,如超精密三坐标测量机,超高精度回转轴等;非接触式测量主要利用光学方法,但受限于衍射极限影响,精度只能达到微米量级。本文在分析国内外研究基础上,根据现有条件,提出利用双扫描探针（SPM,Scanning Probe Microscope）对微球轮廓进行测量的方法,在实现接触式测量高精度的基础上避免了对特定超精密设备的依赖。本文将自制的大长径比钨探针与石英音叉组合制备成高分辨力的扫描探针,双探针在微球两侧相对测量的方法得到微球最大截面圆轮廓,通过测量多个最大横截面圆轮廓组合得到微球的球轮廓。在截面圆测量过程中通过翻转测量两个相对位置截面圆的方法分离并修正了主要误差,对其余误差进行总结并对微球测量结果进行了测量不确定度评定,最后以修正微孔测量为例,介绍了微球测量的应用。本文的主要研究内容及成果总结如下:（1）研究基于双SPM探针的微球轮廓测量理论。研究了利用双探针翻转测量微球最大截面圆,进而通过多个大截面圆组合进行微球三维球体轮廓测量的方法。分析了微球测量过程中的各项误差,对影响测量精度的运动误差和探针对不准误差进行了理论推导和实验分离,在完成主要误差分析基础上,总结了测量过程中其他误差:包括各向微动台运动的二次阿贝误差、微球多角度旋转误差、旋转结构加工误差等,系统完成了微球测量过程中的误差理论分析。（2）研制基于双探针的微球测量装置。利用双SPM探针与大行程微动台组合搭建微球测量结构,研制了微球测量机械装配、对准和微动台驱动等硬件结构。在Lab VIEW软件中搭建了微球测量、驱动控制和数据处理软件,调试运行程序实现微球三维轮廓测量。（3）研究微球测量结果的不确定度评定。为了更科学合理地评价微球测量结果,针对测量的微球截面圆直径、圆度、球径和球度进行了测量不确定度评定。研究了基于蒙特卡洛方法（MCM）的现代不确定度评定方法,基于微球截面圆圆度和球度模型,利用计算机数值计算直接得到高斯分布,根据高斯分布得到截面圆圆度和微球球度测量不确定度评定结果。在对微球截面圆直径和球径评定时,根据模型计算无法直接得到结果,因此研究了复用二次计算的MCM方法,得到微球截面圆直径的测量不确定度,进而扩展得到微球球径的测量不确定度。（4）微球测量应用研究。在完成微球测量和不确定度评定后,本文研究了利用微球测量结果对微孔测量结果进行修正的方法。介绍了利用石英音叉谐振式测头测量汽车发动机喷油嘴微孔的原理:谐振测头顶端是一个自制光纤微球,在测量微孔过程中,谐振式测头通过顶端微球最大截面圆周触碰微孔内壁,测头微球最大截面圆周的形貌参数影响微孔测量结果的精度。因此本文研究了利用测量微球各向半径值对微孔测量结果进行修正的方法,通过误差修正理论和实验保证了微孔测量结果可信。基于以上研究,本文系统完成了基于双SPM探针的微球轮廓测量和误差分析,实现了接触式高精度测量,对误差修正后的结果利用蒙特卡洛方法进行不确定度评定,得到科学完整的微球测量结果。在完成微球测量基础上,对用于微纳米三坐标测量机的谐振式测头测量微孔的结果进行修正,说明了微球测量的应用价值,为进一步研究利用微球修正微纳米三坐标测量机误差,提升微纳米三坐标测量机精度和应用价值提供研究基础。
二、圆度测量误差分离方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、圆度测量误差分离方法（论文提纲范文）
（1）主轴回转轴心轨迹提取方法及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及目的意义 |
| 1.1.1 课题的提出 |
| 1.1.2 轴心轨迹测量与提取的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 回转误差研究现状 |
| 1.2.2 误差分离研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 机床主轴轴心轨迹测量与分离技术研究 |
| 2.1 三点法误差分离原理及其离散表达式 |
| 2.2 三点法误差分离精度分析 |
| 2.2.1 谐波抑制 |
| 2.2.2 舍入误差 |
| 2.3 三点法误差分离仿真分析 |
| 2.3.1 仿真数据构建 |
| 2.3.2 仿真结果 |
| 2.4 基于差分算法的误差分离新方法研究 |
| 2.4.1 基于一阶向后差分方程的误差分离模型 |
| 2.4.2 基于二阶向后差分方程的误差分离模型 |
| 2.5 基于新方法的误差分离仿真分析 |
| 2.5.1 D3P方法误差分离仿真 |
| 2.5.2 误差分离效果对比 |
| 2.5.3 全局误差分离效果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 主轴轴心轨迹测量与分离实验研究 |
| 3.1 实验硬件系统搭建 |
| 3.1.1 实验主轴系统构成 |
| 3.1.2 实验测试系统组成 |
| 3.2 采集卡数据批量处理软件开发 |
| 3.3 实验数据处理方法 |
| 3.3.1 利用周期信号的互相关函数求相移 |
| 3.3.2 滑动平均滤波 |
| 3.3.3 圆度误差评定 |
| 3.4 误差分离实验 |
| 3.4.1 误差分离实验的测量方法及步骤 |
| 3.4.2 传感器安装角度辨识 |
| 3.4.3 各传感器采样数据预处理 |
| 3.4.4 误差分离实验结果 |
| 3.4.5 实验结果分析 |
| 3.4.6 误差分离实验结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 主动控制轴心轨迹提取实验研究 |
| 4.1 主轴轴心轨迹主动控制方案与方法 |
| 4.2 主轴轴心轨迹在线监测控制系统开发 |
| 4.2.1 下位机硬件系统 |
| 4.2.2 上位机软件开发 |
| 4.3 主动控制轴心轨迹测量方法步骤 |
| 4.4 主轴轴心轨迹提取实验结果与分析 |
| 4.4.1 低速主轴轴心轨迹提取 |
| 4.4.2 设计转速下主动控制轴心轨迹的在线提取研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 主轴轴心轨迹测量系统的不确定度评定 |
| 5.1 测量系统的误差源分析 |
| 5.2 基于蒙特卡洛方法的不确定度评定 |
| 5.2.1 传感器测量误差敏感性分析 |
| 5.2.2 传感器角度误差敏感性分析 |
| 5.2.3 传感器支架水平位移误差敏感性分析 |
| 5.2.4 传感器支架垂直位移误差敏感性分析 |
| 5.2.5 温度敏感性分析 |
| 5.2.6 所有误差源时系统不确定度 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及参加的科研项目 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）精密转台多自由度运动误差测量系统研究应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 精密转台回转轴运动误差测量的研究现状 |
| 1.2.1 回转轴几何运动误差的直接测量方法 |
| 1.2.2 回转轴几何运动误差的间接测量方法 |
| 1.2.3 回转轴几何运动误差多自由度测量系统 |
| 1.3 课题研究内容与章节安排 |
| 2 精密转台多自由度运动误差的准静态离线测量系统 |
| 2.1 光电传感器的测量原理 |
| 2.1.1 4-DOF感测器 |
| 2.1.2 微型自准直仪 |
| 2.2 激光多自由度运动误差的测量原理 |
| 2.2.1 二维径向和倾斜运动误差 |
| 2.2.2 回转角度定位误差 |
| 2.3 激光测量系统误差的分离 |
| 2.3.1 齐次坐标变换矩阵的误差传递模型 |
| 2.3.2 回转轴位置无关与位置相关几何误差的分离 |
| 2.4 激光多自由度测量系统设计 |
| 2.4.1 测量系统的硬件系统设计 |
| 2.4.2 数据采集程序 |
| 2.4.3 最小二乘圆拟合程序 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 精密转台多自由度运动误差的动态在线测量系统 |
| 3.1 圆光栅工作原理 |
| 3.1.1 测量原理 |
| 3.1.2 辨向原理 |
| 3.1.3 细分技术 |
| 3.2 在线自标定原理 |
| 3.3 在线自标定系统误差的分离 |
| 3.3.1 快速傅里叶变换的系统误差分离 |
| 3.3.2 自标定系统误差分析 |
| 3.4 内嵌式双光栅自标定系统设计 |
| 3.4.1 测量系统的硬件系统设计 |
| 3.4.2 数据采集程序 |
| 3.4.3 快速傅里叶变换频谱分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 精密转台几何运动误差的测量以及验证 |
| 4.1 离线测量系统的运动误差的测量及验证 |
| 4.1.1 多面体棱镜的制造误差标定 |
| 4.1.2 4-DOF感测器以及微型自准直仪的标定 |
| 4.1.3 多自由度运误差的测量及验证 |
| 4.2 在线测量系统的运动误差的测量及验证 |
| 4.2.1 精密转台的几何运动误差在线测量 |
| 4.2.2 转台空载状态下工件圆度误差的验证 |
| 4.2.3 转台负载状态下工件圆度误差的验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 自标定几何运动误差的精密转台 |
| 5.1 自标定转台的机械结构设计 |
| 5.1.1 自标定转台的静力学仿真分析 |
| 5.1.2 自标定转台的结构模态仿真分析 |
| 5.2 自标定转台的几何运动误差 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文与专利情况 |
| 致谢 |
（3）辊筒模具表面形状误差的在位测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及背景意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.2 工件表面形状精度评定的国内外研究发展与现状 |
| 1.2.1 国外研究的发展与现状 |
| 1.2.2 国内研究的发展与现状 |
| 1.3 本文研究的思路和主要内容 |
| 第二章 辊筒机床在位测量方法研究 |
| 2.1 辊筒模具直径测量方法 |
| 2.1.1 直径测量过程 |
| 2.1.2 直径测量原理 |
| 2.2 辊筒模具表面圆度误差测量方法 |
| 2.2.1 现有圆度误差测量方法 |
| 2.2.2 基于微位移平台的圆度误差测量方法 |
| 2.3 辊筒模具表面直线度误差测量方法 |
| 2.3.1 现有直线度误差测量方法 |
| 2.3.2 基于微位移平台的直线度误差测量方法 |
| 2.4 辊筒模具锥度角与直径偏差的测量方法 |
| 2.4.1 测量过程 |
| 2.4.2 锥度角测量原理 |
| 2.4.3 直径偏差测量原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于柔性铰链结构的微位移平台设计与测试 |
| 3.1 基于柔性铰链的微位移运动平台设计与分析 |
| 3.1.1 柔性铰链结构设计 |
| 3.1.2 柔性铰链结构仿真分析 |
| 3.2 微位移平台的直线度和重复性的测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 影响测量系统精度的因素分析 |
| 4.1 辊筒模具直径测量的影响因素分析 |
| 4.1.1 辊筒模具表面轮廓误差 |
| 4.1.2 微位移平台定位误差 |
| 4.1.3 传感器噪声 |
| 4.1.4 微位移平台直线度误差 |
| 4.1.5 辊筒模具直径测量小结 |
| 4.2 辊筒模具表面直线度测量的影响因素分析 |
| 4.2.1 辊筒机床导轨的定位误差 |
| 4.2.2 微位移平台定位误差 |
| 4.2.3 微位移平台偏摆角误差 |
| 4.2.4 传感器噪声误差 |
| 4.2.5 辊筒模具表面直线度测量小结 |
| 4.3 辊筒模具表面圆度测量影响因素的分析 |
| 4.3.1 微位移平台定位误差以及主轴跳动Y方向分量 |
| 4.3.2 传感器对中误差 |
| 4.3.3 机床主轴的回转定位误差 |
| 4.3.4 传感器噪声误差 |
| 4.3.5 辊筒模具表面圆度误差测量小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 辊筒模具表面形状误差的在位测量实验 |
| 5.1 工件直径测量实验 |
| 5.2 工件圆度误差测量实验 |
| 5.3 工件直线度误差测量实验 |
| 5.4 辊筒模具表面形状误差在位测量实验 |
| 5.4.1 辊筒模具表面圆度轮廓在位测量 |
| 5.4.2 辊筒模具直线度轮廓在位测量实验 |
| 5.4.3 辊筒模具锥度角与直径偏差的在位测量实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得与学位论文相关的成果 |
| 致谢 |
（4）基于线阵相机的凸轮轴精密测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 凸轮轴测量方法研究现状 |
| 1.2.2 空间误差建模与补偿研究现状 |
| 1.2.3 亚像素边缘检测算法研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 2 凸轮轴测量系统总体方案设计 |
| 2.1 测量系统的总体方案设计 |
| 2.1.1 测量系统需求分析 |
| 2.1.2 测量系统方案设计 |
| 2.1.3 测量系统软件流程 |
| 2.2 成像系统的硬件选型 |
| 2.2.1 工业相机的选型 |
| 2.2.2 光学镜头的选型 |
| 2.2.3 光源的选型 |
| 2.3 测量系统标定方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 测量系统误差分析与建模 |
| 3.1 测量系统几何误差分析 |
| 3.1.1 机械结构分析及运动链传递关系 |
| 3.1.2 测量系统几何误差分析 |
| 3.2 测量系统空间误差建模 |
| 3.2.1 理想状态下的运动变换矩阵 |
| 3.2.2 考虑几何误差后的运动变换矩阵 |
| 3.2.3 测量系统空间误差模型的建立 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 测量系统误差敏感度分析与补偿 |
| 4.1 测量系统空间误差敏感度分析 |
| 4.1.1 空间误差敏感度模型的建立 |
| 4.1.2 空间误差对工件成像的影响 |
| 4.1.3 空间误差敏感度分析 |
| 4.2 基于误差补偿的形位误差评定模型 |
| 4.2.1 圆度误差评定数学模型建立 |
| 4.2.2 圆柱度误差评定数学模型建立 |
| 4.2.3 凸轮升程误差评定数学模型建立 |
| 4.3 基于误差补偿的形位误差测量仿真分析 |
| 4.3.1 圆度误差仿真分析 |
| 4.3.2 圆柱度误差仿真分析 |
| 4.3.3 凸轮升程误差仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 图像处理算法研究 |
| 5.1 图像预处理研究 |
| 5.1.1 图像滤波算法 |
| 5.1.2 图像阈值分割 |
| 5.1.3 感兴趣区域选取 |
| 5.2 像素级边缘检测 |
| 5.2.1 边缘模型分析 |
| 5.2.2 像素级边缘检测算法 |
| 5.3 亚像素边缘检测 |
| 5.3.1 常见的拟合算法 |
| 5.3.2 拟合算法的选择 |
| 5.3.3 亚像素边缘检测算法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 凸轮轴测量系统的实验验证 |
| 6.1 凸轮轴测量系统样机 |
| 6.2 标定实验 |
| 6.3 实验对象及ADCOLE检测结果 |
| 6.4 实验结果与分析 |
| 6.4.1 轴颈测量结果与分析 |
| 6.4.2 凸轮测量结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（5）精密主轴径向回转误差测试方法与检测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题研究背景及研究意义 |
| 1.2 主轴径向误差检测与分离技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 主轴径向回转误差测试方法 |
| 1.2.2 主轴径向回转误差分离技术 |
| 1.2.3 主轴高精度径向误差检测系统 |
| 1.3 本课题研究目标和主要研究内容 |
| 1.3.1 课题研究目标 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.4 课题来源 |
| 第二章 主轴径向回转误差测试理论 |
| 2.1 主轴回转误差测量方法 |
| 2.1.1 打表测量法 |
| 2.1.2 单向测量法 |
| 2.1.3 双向测量法 |
| 2.1.4 CCD测量法 |
| 2.2 圆度误差、回转误差评定方法 |
| 2.2.1 圆度误差几何特征 |
| 2.2.2 圆度误差的评定方法 |
| 2.2.3 主轴回转误差评定方法 |
| 2.3 主轴径向回转误差分离技术 |
| 2.3.1 反向法 |
| 2.3.2 多步法 |
| 2.3.3 多点法 |
| 2.4 主轴径向回转误差组成分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 主轴径向回转误差测试方法研究 |
| 3.1 径向回转误差数据采集方法与策略 |
| 3.2 特定角度三点法误差分离技术 |
| 3.3 主轴误差测试数据处理 |
| 3.4 仿真系统开发与仿真分析 |
| 3.4.1 仿真开发环境与仿真原理 |
| 3.4.2 仿真功能模块与程序流程 |
| 3.4.3 主轴径向误差仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 主轴径向回转误差检测系统设计与实验研究 |
| 4.1 精密主轴测试系统设计与介绍 |
| 4.1.1 硬件测试系统的设计 |
| 4.1.2 液压主轴的选型 |
| 4.1.3 传感器的选型 |
| 4.1.4 传感器夹具设计与调节机构选型 |
| 4.1.5 数据采集卡选型 |
| 4.1.6 调偏心机构设计与标准球选型 |
| 4.2 实验方案设计与实验目的 |
| 4.2.1 主轴静止时系统误差检测实验 |
| 4.2.2 不同转速下同步与异步误差分离实验 |
| 4.2.3 中间转速时同步与异步误差分离实验 |
| 4.2.4 中间转速时径向回转与圆度误差分离实验 |
| 4.3 实验系统操作流程 |
| 4.3.1 实验前的准备 |
| 4.3.2 调节安装偏心与倾斜误差 |
| 4.3.3 调节传感器的安装误差 |
| 4.4 实验数据处理与分析 |
| 4.4.1 主轴静止时系统误差检测分析 |
| 4.4.2 不同转速下同步与异步误差分离分析 |
| 4.4.3 中间转速时同步与异步误差分离分析 |
| 4.4.4 径向回转误差与圆度误差分离分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 主轴径向回转误差检测精度实验研究 |
| 5.1 安装偏心对径向误差测量精度的影响 |
| 5.1.1 安装偏心影响理论分析 |
| 5.1.2 安装偏心影响实验研究 |
| 5.2 轴向运动对径向误差检测精度的影响 |
| 5.2.1 轴向误差与径向误差相关性 |
| 5.2.2 主轴轴向误差影响实验研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文研究结论 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得与学位论文相关的成果 |
| 致谢 |
（6）基于多偏置误差分离的航空发动机低压涡轮轴同轴度测量方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 本课题相关的国内外研究现状 |
| 1.2.1 圆柱轮廓测量模型研究现状 |
| 1.2.2 偏置误差分离技术研究现状 |
| 1.2.3 表面滤波技术研究现状 |
| 1.2.4 同轴度评定算法研究现状 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 多偏置误差圆柱轮廓测量模型构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多偏置误差源辨识及影响机理分析 |
| 2.2.1 偏心误差 |
| 2.2.2 倾斜误差 |
| 2.2.3 传感器测头偏移误差 |
| 2.2.4 测头半径误差 |
| 2.2.5 测头支杆倾斜误差 |
| 2.2.6 水平导轨倾斜误差 |
| 2.2.7 竖直导轨倾斜误差 |
| 2.3 七偏置误差圆柱轮廓测量模型 |
| 2.4 偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响分析 |
| 2.4.1 双参数测量模型的原理误差 |
| 2.4.2 单偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响 |
| 2.4.3 偏置误差对轮廓测量精度的影响权重 |
| 2.4.4 综合偏置误差对圆柱轮廓测量精度的影响 |
| 2.5 偏置误差与半径、高度复合作用对轮廓测量精度的影响 |
| 2.5.1 单偏置误差与半径、高度复合作用对测量的影响 |
| 2.5.2 综合偏置误差与半径、高度复合作用对测量的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于参数估计的多偏置误差分离方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 检定参数测量方法研究 |
| 3.2.1 基于自准直仪的角度测量方法 |
| 3.2.2 基于机器视觉的角度测量方法 |
| 3.3 基于参数寻优估计的多偏置误差求解方法 |
| 3.3.1 Nelder-Mead寻优算法 |
| 3.3.2 基于Nelder-Mead算法的多偏置误差求解方法 |
| 3.4 基于参数估计的多偏置误差分离方法仿真分析 |
| 3.4.1 偏置参量估计准确性仿真 |
| 3.4.2 误差分离效果仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于形态学滤波和智能算法的同轴度评定方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于非等间隔采样的三维形态学滤波器设计 |
| 4.2.1 偏置误差对真实采样角度的影响 |
| 4.2.2 非等间隔三维形态学滤波器设计 |
| 4.2.3 非等间隔形态学滤波方法仿真分析 |
| 4.3 基于智能算法的同轴度误差评定方法 |
| 4.3.1 基于遗传算法的同轴度评定方法 |
| 4.3.2 基于支持向量回归的同轴度评定方法 |
| 4.4 基于形态学滤波的同轴度评定方法仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 低压涡轮轴同轴度标准器测量实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 低压涡轮轴同轴度标准器实验装置 |
| 5.3 多偏置误差测量模型及分离方法验证实验 |
| 5.4 非等间隔滤波及同轴度评定方法验证实验 |
| 5.5 低压涡轮轴同轴度标准器综合测量实验 |
| 5.6 同轴度测量不确定度评定 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（7）慢刀伺服主轴回转误差的在线测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 慢刀伺服加工技术研究现状 |
| 1.2.2 主轴回转误差测量研究现状 |
| 1.2.3 误差分离技术研究现状 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 主轴回转误差测量理论 |
| 2.1 主轴回转误差运动 |
| 2.2 主轴回转误差的分离方法 |
| 2.2.1 反转法 |
| 2.2.2 三点法 |
| 2.2.3 多步法 |
| 2.3 本文误差分离方法的选择及实现 |
| 2.3.1 直流分量的提取 |
| 2.3.2 标准圆的偏心量去除 |
| 2.3.3 同步误差和异步误差的提取 |
| 2.3.4 误差分离的仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 主轴回转测量系统的建立及夹具设计 |
| 3.1 实验测量硬件系统的介绍 |
| 3.2 测量系统的夹具设计 |
| 3.2.1 支撑基体结构设计 |
| 3.2.2 反转测量结构设计 |
| 3.2.3 圆光栅尺安装结构设计 |
| 3.2.4 测量干扰排除 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 主轴误差测量及分析 |
| 4.1 不同转速下平衡位置的测量 |
| 4.2 主轴误差分析 |
| 4.2.1 误差分离前的时域分析 |
| 4.2.2 圆度误差 |
| 4.2.3 主轴误差 |
| 4.2.4 准静态下主轴误差运动测量与分析 |
| 4.2.5 空转情况下主轴径向误差运动测量与分析 |
| 4.2.6 准静态下主轴轴向误差运动测量与分析 |
| 4.2.7 空转情况下主轴轴向误差运动测量与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 指导老师对研究生学位论文的学术评语 |
| 学位论文答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
（8）两种多点大型圆柱廓形原位测量技术及其不确定度分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外课题研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 五点圆柱度误差分离方法数学模型 |
| 2.1 理论背景 |
| 2.2 传统三点圆度误差分离方法 |
| 2.2.1 三点圆度误差分离方法原理 |
| 2.2.2 三点圆度误差分离方法的谐波抑制现象 |
| 2.3 多点圆柱度误差分离方法 |
| 2.3.1 并行误差分离方法(PEST) |
| 2.3.2 五点误差分离方法(FC-EST) |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 数字仿真以及分析 |
| 3.1 仿真工具 |
| 3.2 并行误差分离方法仿真及分析 |
| 3.2.1 仿真流程 |
| 3.2.2 数值验证与分析 |
| 3.3 五点误差分离方法仿真及分析 |
| 3.3.1 仿真流程 |
| 3.3.2 数值验证与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于蒙特卡洛方法的圆柱廓形不确定度评定 |
| 4.1 蒙特卡洛方法的应用综述 |
| 4.2 调研误差源 |
| 4.2.1 传感器 |
| 4.2.2 电机控制测量架移动的定位误差 |
| 4.2.3 被测圆柱表面的污垢 |
| 4.2.4 测量架的形变 |
| 4.2.5 温度变化 |
| 4.3 基于蒙特卡洛方法评定圆柱廓形的测量不确定度流程 |
| 4.3.1 圆柱廓形的测量不确定度评定流程 |
| 4.3.2 圆度的测量不确定度 |
| 4.3.3 半径偏差的测量不确定度 |
| 4.3.4 圆柱空间中线廓形直线度的测量不确定度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实验验证及分析 |
| 5.1 实验装置 |
| 5.2 两种误差分离方法获得圆柱廓形 |
| 5.2.1 截面圆度 |
| 5.2.2 截面半径偏差 |
| 5.2.3 被测圆柱中线廓形 |
| 5.3 两种误差分离方法的不确定度评定 |
| 5.4 与Talyrond365 圆柱度仪测量结果的对比 |
| 5.4.1 圆度对比 |
| 5.4.2 半径偏差对比 |
| 5.4.3 圆柱中线廓形对比 |
| 5.4.4 实验总结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 完成的工作 |
| 6.3 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（9）辊筒模具直线度与圆度在位测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及背景意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.2 测量直线度与圆度误差分离技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究的思路和主要内容 |
| 第二章 测量辊筒模具直线度和圆度方法原理分析 |
| 2.1 单测头剪切扫描测量方法 |
| 2.1.1 逐次两点法 |
| 2.1.2 多测头扫描测量方法 |
| 2.1.3 单测头剪切扫描测量方法 |
| 2.2 单测头平行三点法 |
| 2.2.1 平行三测头扫描辊筒圆度测量方法 |
| 2.2.2 单测头平行三点法扫描圆度测量方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 测量平台的设计与搭建 |
| 3.1 剪切平台的设计与搭建 |
| 3.1.1 柔性铰链的结构设计及优化 |
| 3.1.2 柔性铰链结构仿真分析 |
| 3.1.3 音圈电机的选择与搭建 |
| 3.1.4 光谱共焦传感器 |
| 3.2 测量平台控制系统的设计 |
| 3.2.1 剪切平台控制系统的硬件设计 |
| 3.2.2 测量平台控制系统上位机软件设计 |
| 3.3 测量系统的整体设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 辊筒模具直线度与圆度测量系统误差分析 |
| 4.1 误差噪声对测量辊筒模具直线度的影响 |
| 4.1.1 辊筒机床导轨定位精度误差影响 |
| 4.1.2 剪切平台定位精度误差的影响 |
| 4.1.3 剪切平台偏摆角的影响 |
| 4.1.4 环境噪声的影响 |
| 4.1.5 整体误差噪声的叠加影响 |
| 4.2 误差噪声对测量辊筒模具圆度的影响 |
| 4.2.1 C轴角度摆动误差的影响 |
| 4.2.2 剪切平台定位精度误差的影响 |
| 4.2.3 调零误差的影响 |
| 4.2.4 环境噪声的影响 |
| 4.2.5 整体误差噪声的叠加影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 辊筒模具直线度和圆度在位测量实验 |
| 5.1 实验设备的验证与调试优化 |
| 5.1.1 柔性铰链加工结果验证分析 |
| 5.1.2 测量平台控制系统的调试优化 |
| 5.1.3 剪切平台的定位精度和重复定位精度补偿 |
| 5.1.4 剪切平台直线度和重复性测试 |
| 5.1.5 光谱共焦传感器的调试优化 |
| 5.2 辊筒模具直线度在位测量实验 |
| 5.2.1 实验准备 |
| 5.2.2 单测头剪切扫描测量直线度轮廓 |
| 5.3 辊筒模具圆度在位测量实验 |
| 5.3.1 实验准备 |
| 5.3.2 单测头平行三点法扫描测量圆度轮廓 |
| 5.4 实验的验证与分析 |
| 5.4.1 单测头直接扫描测量辊筒模具直线度轮廓 |
| 5.4.2 单测头直接扫描测量辊筒模具圆度轮廓 |
| 5.4.3 单测头剪切扫描测量自由曲面轮廓 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）基于双SPM探针的微球测量方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 微球测量技术研究现状 |
| 1.2.1 微球接触式测量进展 |
| 1.2.2 微球非接触式测量进展 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第二章 基于双探针的微球测量方法及系统设计 |
| 2.1 测量原理及方法 |
| 2.1.1 音叉谐振式SPM测量原理 |
| 2.1.2 微球测量方法 |
| 2.2 微球测量硬件设计 |
| 2.2.1 微动台及控制器 |
| 2.2.2 探针及微球装配结构 |
| 2.2.3 视频显微镜 |
| 2.2.4 微球测量整体结构 |
| 2.3 微球测量系统软件设计 |
| 2.3.1 Aerotech微动台通讯程序 |
| 2.3.2 单微动台连续运动及数据存储调用程序 |
| 2.3.3 双探针测量运动控制程序 |
| 2.3.4 基于 Levenberg-Marquardt 与 Lab VIEW 的非线性最小二乘圆拟合程序设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微球测量误差分析 |
| 3.1 Z向对准误差 |
| 3.2 X-Y平面内X向运动误差分离 |
| 3.3 X-Y平面内X向对不准误差分析 |
| 3.4 测量过程中的其他误差 |
| 3.4.1 微动台驱动过程中的其他角运动误差 |
| 3.4.2 旋转机构加工误差 |
| 3.4.3 多截面之间的旋转误差 |
| 3.5 误差分析的模拟结果 |
| 3.5.1 运动误差分离的模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微球测量不确定度评定方法 |
| 4.1 微球测量不确定度评定方法介绍 |
| 4.2 截面圆直径及圆度测量不确定度评定 |
| 4.3 微球球径及球度测量不确定度评定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微球测量及不确定度评定结果 |
| 5.1 红宝石微球测量结果 |
| 5.1.1 红宝石微球截面圆测量结果 |
| 5.1.2 红宝石微球误差分离和修正 |
| 5.1.3 红宝石微球测量结果不确定度评定 |
| 5.2 光纤微球测量结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 微球测量应用 |
| 6.1 测量微球修正微孔尺寸的原理 |
| 6.2 测量微球修正微孔实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.1.1 研究成果总结 |
| 7.1.2 本文主要创新点 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
四、圆度测量误差分离方法（论文参考文献）
- [1]主轴回转轴心轨迹提取方法及实验研究[D]. 黄冉. 山东大学, 2021(10)
- [2]精密转台多自由度运动误差测量系统研究应用[D]. 刘力. 大连理工大学, 2021
- [3]辊筒模具表面形状误差的在位测量方法研究[D]. 段彬. 广东工业大学, 2021
- [4]基于线阵相机的凸轮轴精密测量关键技术研究[D]. 朱丹丹. 西安工业大学, 2021(02)
- [5]精密主轴径向回转误差测试方法与检测系统研究[D]. 石锦洋. 广东工业大学, 2021
- [6]基于多偏置误差分离的航空发动机低压涡轮轴同轴度测量方法[D]. 王宏业. 哈尔滨工业大学, 2020
- [7]慢刀伺服主轴回转误差的在线测量技术研究[D]. 郑伟城. 深圳大学, 2020(10)
- [8]两种多点大型圆柱廓形原位测量技术及其不确定度分析[D]. 付俊森. 合肥工业大学, 2020(02)
- [9]辊筒模具直线度与圆度在位测量技术研究[D]. 黄光灿. 广东工业大学, 2020
- [10]基于双SPM探针的微球测量方法研究[D]. 方传智. 合肥工业大学, 2020