提出了一种测量金属条材直线度的新方法—新组合法。该方法将频域两组两点法与逐次两点相结合,在实现工件直线度无理论误差重构的同时,解决了传统频域法重构短工件时横向分辨率低的问题,能够高精度地测量金属条材的直线度。首先,将所有的采样点通过新组合法分为若干组;其次使用频域两组两点法将其重构为相同数量且横向分辨率较低的曲线,应用逐次两点法并分析传感器之间的调零误差,得到重构曲线之间的位置关系;最后将多条曲线拟合,获得最终的精确重构曲线。基于matlab的重构算法仿真和对LG型直线导轨的测量实验证明了新组合法的正确性和有效性。

被测截面的最小二乘圆心不但是被测截面圆度误差的评定基准,也是圆柱度形状误差的重构基准,由于采用误差分离技术分离出的回转误差运动是截面最小二乘圆心的偏心误差运动和纯回转误差运动的叠加,有效地提取截面最小二乘圆心的位置,一直是研究难题.通过对圆度误差的分离过程和分离出的回转误差运动进行分析,利用三角函数序列的正交性,提出了一种不涉及回转轴纯回转误差运动的一阶谐波分量,完整提取截面最小二乘圆心偏心误差运动的分离方法,并通过实验验证了该项技术的正确性.

以ARM微处理器和嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统为平台,设计了自动化程度高,运行可靠的圆度、圆柱度误差测量系统的设计方案,介绍了系统的硬件平台核心器件LPC2294和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的主要特点,给出了系统硬件结构设计框架图,并详细阐述了系统研发的关键问题,最后给出了该系统在μC/OS-Ⅱ的软件实现。

初值问题是影响时域三点法测量机床主轴回转运动误差的主要因素.为此,提出先用频域法确定圆度误差的误差初值,然后用时域三点法测量数控机床主轴运动误差的新方法并实证该方法的正确.

利用测量简类零件直线度得到数据构造被测表面的三维模型。用ＥＳＴ（Ｅｒｒｏｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）测量多条母线的直线度，利用测量起止端面上的数据点求出最小二乘轴线和为工件的实际轴线。通过坐标轴旋转，将各条母线的直线度测量数据转化到以实际轴线为ｚ轴的空间坐标系下，进而构造出被测表面的三维模型。计算机仿真证明通过械横坐轴旋转可有效地消除直接构造带来的表面变形。

现代检测与补偿技术越来越要求测量的高精度和实时性,通过直接获取运动误差以避免误差残留的二次相移三点法,为运动误差的在线高精度检测提供了一条有效途径.通过对3个传感器的测量数据按照二次相移原则进行数据重组,在数据处理的首次操作时消除直线形状误差的影响,从而在反滤波基础上可以先行分离出直行运动误差的平移分量和转动分量.利用权函数对比分析,证明了二次相移三点法与先行分离形状误差的直线频域三点法在本质上的同源性和统一性.实验结果表明,该方法可以较好地分离出直行运动误差和直线形状误差.

分析了采用角位移三点法和线位移三点法测量工件圆度误差时,两种方法权函数的频域特性:谐波抑制特性、测量系统权函数总体特性和对噪声的敏感特性.结果表明,角位移三点法存在0阶、1阶谐波抑制,且该测量系统的权函数有高通特性,这些特性不利于提高属于低频信号范围的圆度误差的测量精度,但有助于抑制测量噪声对圆度误差分离精度的影响.

针对用水平仪测试竖直轴系倾角回转误差的数据处理方法存在的缺陷。在竖直轴系上建立一系列坐标系，推导水平仪坐标系相对于基准坐标系的姿态关系，阐述用水平仪测试倾角回转误差的原理．对数据进行傅里叶分析后，准确地分离出了回转轴线对水平面的垂直度误差，扣除这个垂直度误差之后，处理出的回转误差中保留了部分一次谐波误差和全部二次谐波误差．通过一组实测的数据证明了本文的数据处理方法比传统方法更为合理．

分析了经典频域三点法测量直行部件运动误差时所存在的谐波抑制,直线度误差的非周期性、非封闭性以及端点不连续而引起的高阶谐波分量失真等方法误差.为了减少上述方法误差,提出了一种新的时域两点法误差分离技术.首先对传感器拾取的数据做对称延拓,这样可以减小由于所采信号的非封闭性所引起的高阶谐波失真.利用频域三点法得到时域两点法所需要的叠代初值.采用现代控制理论研究了谐波抑制的产生机理.通过合理地配置传感器的安装位置可以优化测量系统的传递特性,减少谐波抑制的发生.该方法既可以得到机床直行部件的运动误差,又可以得到在该机床上加工零件的直线度形状误差,这些测量信息都有助于诊断机床的误差源.通过试验验证了该方法的有效性和精确性.

为了测量线振动台的工作台面对运动直线的垂直度误差,分析了检测系统的各误差源,包括运动直线的三维移动误差、测试工具直角方尺的垂直度误差、寄生转动误差等。推导了测微仪读数与这些误差源以及移动位移之间的关系,并设计了误差测量方法,该方法补偿了直角方尺垂直度误差、振动台的寄生转动误差和径向偏移误差,分离出线振动台台面与运动直线的垂直度误差,提高了测试精度。