一种基于自身特征参照的圆柱度仪基准间误差分离方法

摘要

本发明属于精密仪器测量技术领域，特别是一种具有自身参照和自校准特征的圆柱度测量仪组合式基准间误差分离方法。本发明的方法采用单传感器测量，通过对被测工件进行正向放置与倒向放置两个测回，经过简单的数据处理，便可分离出被测工件自身的形状误差与导轨相对主轴回转轴线的倾斜量，可完全去除倾斜量对圆柱形状超精密测量的影响，使圆柱形状测量用空间运动基准精度水平较一般精密空间运动基准提高一个数量级以上。

主权项

1、一种具有自身参照和自校准特征的组合式圆柱度测量仪基准间误差分离方法，其特征在于该方法包括以下步骤：①被测工件正向放置，选定被测工件N个测量截面，N为自然数，传感器(1)沿Z向进行逐截面整周测量，信号中含导轨倾斜分量，依次得到N个测量截面圆轮廓综合误差值{V_1j、V_2j…V_ij…V_Nj}；②被测工件倒向放置，传感器(1)沿导轨移动，分别在与步骤①中各截面高度严格对应的截面上测量圆轮廓，信号中含导轨倾斜分量，得到N个测量截面圆轮廓综合误差值{V′_1j、V′_2j…V′_ij…V′_Nj}；③利用和差法对{V_1j、V_2j…V_ij…V_Nj}和{V′_1j、V′_2j…V′_ij…V′_Nj}进行数据处理，分别得到导轨在不同区间段内相对主轴回转轴线的倾斜量{ΔS₁、ΔS₂…ΔS_i…ΔS_N-1}和工件上下两截面半径差{ΔR₁、ΔR₂…ΔR_i…ΔR_N-1}，并有如下关系式： $\left\{\begin{array}{c}\Delta S_i=\frac{1}{2}[(\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{V}_{(i+1)j}-\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{V}_{\mathrm{ij}})+(\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{V}_{(i+1)j}^{\prime }-\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{V}_{\mathrm{ij}}^{\prime })]\\ \Delta R_i=\frac{1}{2}[(\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{V}_{(i+1)j}-\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{V}_{\mathrm{ij}})-(\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{V}_{(i+1)j}^{\prime }-\frac{1}{M}\underset{j=1}{\overset{M}{\Sigma }}{V}_{\mathrm{ij}}^{\prime })\end{array}\right.$H为被测工件测量高度；④根据{ΔS₁、ΔS₂…ΔS_i…ΔS_N-1}求出导轨在H范围内相对主轴回转轴线的倾斜量，即平行度误差，根据{ΔR₁、ΔR₂…ΔR_i…ΔR_N-1}计算出被测工件的形状误差。