基于面阵传感技术的圆柱度测量新方法

针对现行圆柱度测量方法的局限性和存在的问题,提出一种基于面阵传感技术的圆柱度测量新方法———多孔径重叠扫描拼接测量。该方法以数字光栅条纹投射技术为单视角测量手段,利用多孔径重叠扫描拼接技术实现各个单视角面形数据的精确融合拼接,从而获得零件的整个圆柱表面的面阵数据。文中给出圆柱度扫描拼接测量原理、拼接模型及算法,并通过对样品轴实测证明该方法的准确性和可行性。该方法具有非接触、高效、全场的特点,且能够满足新一代GPS(geometrical product specifications,产品几何技术规范)标准的采样要求,从而为圆柱度的精确评定提供可靠的数据信息。     

圆柱体零件圆度与圆柱度非接触测量系统

圆度和圆柱度是圆柱体零件的重要检测项目.针对目前圆柱体零件圆度与圆柱度采用人工接触式测量,存在效率低、精度差、易损伤零件等缺点,设计了基于激光位移传感器的圆柱体零件圆度与圆柱度非接触测量系统.这一测量系统基于误差分离技术,利用标准球和标准环规测量,分离出偏心误差、回转运动误差、导轨误差,进而提高检测精度.通过自律验证法,基于这一测量系统对不同圆柱体零件进行多组对比检测试验.试验结果表明,这一测量系统检测精度达到10 μm,可以实现圆柱体零件圆度和圆柱度的检测,提高检测效率和检测质量.     

子孔径变换与多孔径扫描拼接技术

多孔径扫描拼接技术是检测高精度大孔径平面面形的有效手段。利用子孔径变换实现多孔径扫描拼接,具有精度高,可靠性好,数据处理简单的特点。本文给出了数学模型,并分析了实测结果。     

子孔径检测及拼接的目标函数分析法

利用子孔径检测及拼接的方法可以完成大口径面形的干涉测量,本文提出实现子孔径拼接的目标函数分析法,并通过建立每个子孔径的相关矩阵及相关向量。每个重叠区的拟合矩阵及拟合向量,实现了子孔径的拼接。该方法简单易行且避免了误差传递和积累。     

子孔径检测及拼接的目标函数分析法

利用子孔径检测及拼接的方法可以完成大口径面形的干涉测量，本文提出实现子孔径拼接的目标函数分析法，并通过建立每个子孔径的相关矩阵及相关向量，每个重叠区的拟合向量，实现了子孔径的拼接。该方法简单易行且避免了误差传递的积累。     

平面子孔径拼接测量实验研究

通过椭圆形口径（长轴225mm,短轴161mm）SiC平面反射镜的全口径面形测量加工实验,验证了一种新的子孔径拼接测量算法—子孔径拼接迭代算法（SASL算法）的有效性。首先用100mm口径平面平晶的子孔径拼接测量与全口径测量的对比实验,确定了拼接测量相关参数及测量装置的精度指标。在此基础上设计了SiC平面反射镜的子孔径拼接实验,在搭建的拼接装置上实现了五次离子束迭代加工过程中和最终的全口径面形测量。这是国内首次将子孔径拼接测量方法用于指导加工实践,加工过程中的测量结果为面形误差修正提供了准确的数据,保证了最终全口径面形误差快速收敛到RMS 50nm。实验证明,SASL算法能大大放宽拼接装置对准运动的精度要求,并减少拼接过程对拼接结果的影响。     

虚拟仪器控件在圆柱体直径和形位误差测量中的应用

直径和形位误差是圆柱体零件的重要技术指标,通常用圆柱度仪或圆度仪测量并经数据处理后得到。在圆柱体直径和形位误差测量中需进行参数设置和图形显示,编程工作量较大。将虚拟仪器中的控件应用于用VB语言编制的程序,则可节省大量编程时间,使程序界面更美观,实现用鼠标拖动图像及从不同视角观察图像。本文根据所选虚拟仪器控件特点,介绍了CWUI3.0.1控件组在测量方法、评定参数设置以及CW3DGraph3.5控件在圆柱度误差评定结果显示中的应用。     

圆柱度仪测量圆柱体锥度及跳动的研究

利用在圆柱度仪上采用两截面和多截面测量法测得的数据,建立适用于圆柱体锥度评定的几种模型,并建立了圆柱体端面和径向跳动在圆柱度仪上测量与评定的模型。     

用圆柱度仪测量平面度误差的新方法

阐述了一种测量矩形工件平面度误差的新方法。首先利用圆柱度仪和角尺对被测件进行测量，同时采集原始测量数据．然后利用最小二乘法实现平面度误差的评定。采用这种测量方法可以更全面地实现对较小型矩形工件平面度误差的测量与评定。     

四元数法在多孔径拼接技术中的应用研究

基于对多孔径拼接测量技术基本原理的研究,提出在拼接坐标变换时采用四元数法进行子孔径的旋转和平移,推导构建了多孔径拼接数学模型,并给出了确定载物台旋转轴线的测量方法。计算机模拟验证了该拼接测量方法的精确性,基于光栅条纹投射系统进行三维物体的拼接测量,实验结果证明了这种方法的有效性。与传统方法相比,该方法具有运算简单、速度快、精确等特点。