大型軸類零件形狀誤差分離與評定方法研究.pdf

1、目前形狀誤差測量的最有效手段仍然是用三坐標(biāo)機或圓度儀測量，但二者價格昂貴，測量成本高，對操作環(huán)境、條件要求嚴(yán)格，通常僅限于計量室中使用，再者由于儀器的尺寸規(guī)格所限，一般只用于小尺寸零件的測量。而對于大型工件幾何精度測量中，一般只能在線測量，由于作為基準(zhǔn)的機床導(dǎo)軌、回轉(zhuǎn)中心和分度裝置等不可避免地存在誤差，因此測量信號中將包括基準(zhǔn)誤差的影響，如何減小測量不確定度，提高測量精度，近年來已經(jīng)成為測試技術(shù)中最引人注目的問題之一。 由于被測

2、對象尺寸巨大、材料特別、廓形測量精度要求高以及測量環(huán)境的局限，常規(guī)的軸類零件尺寸、形狀誤差測量方法難以湊效，必須研發(fā)新型的大型軸類零件尺寸、形狀在線測量系統(tǒng)。 論文提出的多點冗余測量法，結(jié)合誤差分離技術(shù)和多傳感器數(shù)據(jù)冗余技術(shù)。論文就多傳感器測量直線廓形信息提取的數(shù)學(xué)建模問題進(jìn)行了研究，提出了以多傳感器數(shù)據(jù)融合實現(xiàn)測量架運動誤差分離的理念和方法，并對該方法在克服水平方向多傳感器零位誤差和讀數(shù)誤差所引起的累積效應(yīng)對誤差分離結(jié)果的影響

3、方面進(jìn)行了研究，通過與傳統(tǒng)的三點法進(jìn)行比較，證實了該方法能夠有效地減小水平方向多傳感器零位誤差和讀數(shù)對誤差分離精度的影響，隨著水平方向傳感器數(shù)目的加大這種影響將逐漸減弱，從而證實了數(shù)據(jù)冗余能夠有效提高誤差分離精度；進(jìn)而能夠有效的實現(xiàn)直線度自適應(yīng)和自校正測量。 論文還建立了從圓周方向多點測量數(shù)據(jù)中提取圓度廓形信息的數(shù)學(xué)模型。提出能夠?qū)崿F(xiàn)先行分離形狀誤差(PSR)，先行分離運動誤差(PSS)，或是同步分離形狀和運動誤差(SSRS)的

4、三種時域圓度誤差分離方法；并研究了諧波失真與傳感器位置和圓周采樣點數(shù)目之間的關(guān)系，提出先行分離運動誤差(PSS)的時域圓度誤差分離方法能夠避免一階的諧波失真；可以通過增加圓周上采樣點的方法使諧波失真達(dá)到最小。 最后基于母線廓形誤差分離和截面圓度誤差分離后的信息建立了提取圓柱廓形信息的數(shù)學(xué)模型，模型的匹配原則采用最小二乘，并建立相應(yīng)算法。為驗證算法的正確性，設(shè)計了一套仿真軟件程序，模擬測量過程中的軸系跳動和測量架的運動誤差，采集冗