大距离孔系同轴度测量装置专用校准技术研究

摘要

目前对于大距离多孔系工件同轴度误差检测而言，主要采用长轴塞规测量法，其检测结果很难保证零件的合格率。然而，大距离孔系同轴度测量装置很好地解决了超长孔系同轴度误差测量和孔径测量的难题，克服了长轴塞规测量的低效率、低精度、低可靠性的弊端，实现了多孔零件几何量检测过程的自动化。鉴于大距离孔系同轴度测量装置所具有的广阔的工程应用前景，迫切需要相应的校准设备来保证其测量值的准确性。
　　本课题基于大距离孔系同轴度测量装置精度校准的问题，对同轴度误差来源、多孔系工件同轴度测量方法、误差计算模型方面进行了研究，对孔系同轴度测量装置校准系统的原理与组成进行了归纳，建立了校准系统的结构与控制模型，提出了一种专用校准方法，通过提供一组轴线位置变动量已知的标准孔系模拟装置，将同轴度测量装置测得值与标准值相比较，以此得出被校准装置的测量误差。该校准系统由自行设计的三维精密运动平台与标准环规组成，采用光栅尺作为系统定位元件，采用TMS320F2812作为系统的主控芯片，并提出了基于最小二乘原理的同轴度最小区域算法。研究结果表明：该校准系统分辨率达到1um，系统不确定度达到5.8um，能够快速有效地校准大距离孔系同轴度测量装置的精度误差。

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第一章 绪论

1.1 课题的来源和研究意义

1.2 国内外校准技术的发展现状

1.3 课题的主要研究内容和论文结构

第二章 校准系统总体设计

2.1 校准系统技术原理

2.2 校准系统精度需求分析

2.3 校准系统总体方案设计

2.4 校准系统误差评定方法

2.5 本章小结

第三章 校准系统结构设计

3.1机械结构总体设计

3.2 模拟孔装置

3.3 二维滚珠丝杠直线机构

3.4 气浮直线运动平台

3.4 本章小结

第四章 校准系统硬件电路设计

4.1 电路模块总体设计

4.2 DSP芯片工作模块设计

4.3 电源电路设计

4.4 通信电路设计

4.5 电机驱动电路设计

4.6 光栅信号采集电路设计

4.7 限位开关电路设计

4.8 本章小结

第五章 校准系统软件设计

5.1 系统相关算法设计

5.2 上位机应用模块设计

5.3 校准系统数据库设计

5.4 本章小结

第六章 系统的不确定度分析与校准试验

6.1 校准系统不确定度分析

6.2 同轴度测量装置校准试验分析

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

在学期间的研究成果及发表的学术论文