高精度滚轮法测量系统辅助装置研制

论文摘要

滚轮法测量大型工件的直径是一种应用较广、技术上较成熟的方法。为了提高滚轮法测量大直径的精度,需要对影响测量精度的误差进行修正。本文的研究重点为被测大轴仿真系统、误差分离系统、辅助瞄准系统,辅助标定系统几种辅助装置的研制。通过被测大轴仿真系统能够模拟出真实的测量状态,从而可以检验所研制测量系统的特性;误差分离系统用于标定测量大轴转数的光电开关的特性以及测量滚轮转数的光栅系统的特性;辅助瞄准装置可以调节滚轮轴线与被测大轴轴线的平行度,从而减小滚轮受压变形所引起的误差;辅助标定系统可以精确地测量仿真系统中的“被测大轴”的直径,并以此为标准标定所设计的新型测量系统的测量精度。本文详细地介绍了各系统结构的设计思路,同时还设计了相应的实验,通过这些实验验证了系统的有效性。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究的意义
• 1.2 研究的主要内容
• 第二章 大直径多滚压轮测量方案与系统
• 2.1 滚轮法测量大直径的工作原理
• 2.2 研制大直径多滚压轮测量系统的目标
• 2.3 多滚压轮测量系统工作原理
• 2.4 测量头的结构及组成部分
• 第三章 被测大轴仿真系统设计
• 3.1 被测大轴整体结构及组成部分
• 3.2 仿真“被测大轴”的设计
• 3.3 轴的设计
• 3.3.1 轴的材料选择
• 3.3.2 轴的结构设计
• 3.3.3 轴的强度和刚度计算与校核
• 3.3.4 轴上零件的定位和固定
• 3.4 轴支承结构的设计
• 3.5 支架和底座的设计
• 3.6 驱动系统的设计
• 3.6.1 电动机的选择
• 3.6.2 减速器的选择
• 3.6.3 变频器的选择
• 3.6.4 传动方式的选择
• 第四章 误差分离系统设计
• 4.1 系统误差源分析及精度分配
• 4.2 大轴转数的测量
• 4.3 滚轮转角的测量
• 4.4 误差分离系统的设计
• 4.4.1 误差分离系统的工作原理
• 4.4.2 圆光栅的安装
• 第五章 辅助瞄准定位系统设计
• 5.1 研究的意义与目的
• 5.2 辅助瞄准定位系统的结构设计
• 5.3 数字图像的处理
• 5.3.1 二值化处理提高图像对比度
• 5.3.2 图像边缘提取
• 5.3.3 边缘线的拟合
• 5.4 实验
• 5.4.1 电感位移传感器的选择
• 5.4.2 测力传感器的选择
• 5.4.3 实验结果及比较
• 第六章 滚轮法辅助标定系统设计
• 6.1 标定系统的测量原理
• 6.2 标定系统的整体结构和组成部分
• 6.3 固定测头架与移动测头架的设计
• 6.4 三层工作台的设计
• 6.4.1 导轨的选择
• 6.4.2 轴承的选择
• 6.5 标定方法
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文