圆度误差作为重要的几何误差指标直接影响机械零部件装配精度和使用寿命,面向智能制造的在线测量对圆度评定方法的快速性、准确性提出了更高的要求。针对在线圆度误差评定,结合磨加工主动量仪提出一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的最小区域评定方法。LSSVM采用误差的二范数和等式约束代替了传统支持向量机中的误差和不等式约束,将二次规划问题转化为求解线性方程,降低了计算的复杂度,有效提高了求解速度。通过对比单纯形算法、遗传算法、

磨削过程中尺寸补调值的设定对批量工件的加工精度具有至关重要的作用。通过对外圆磨削过程的深入分析,研究磨削加工过程中的补调值预测算法,提出基于模糊物元分析的PSO-LSSVM补调值精确预测模型。通过模糊物元分析迅速准确地获得最佳工艺参数,并将对应的参数作为输入,以此训练出PSO-LSSVM预测模型。通过PSO优化LSSVM模型参数,提高了模型的预测精度。当预测值大于理论边界时,对尺寸误差进行补调,及时调整工艺参数以提高加工精度。通过磨削加工在线

通过对新一代GPS形状误差检验操作算子的研究,明确了轴类零件形状误差评定所需要的基本方法。在分析圆度误差几何模型的基础之上,建立了圆度误差评定的规划数学模型。结合理论分析和原有软硬件系统,运用VB和MATLAB混合编程技术对圆度误差评定软件进行设计,使主动量仪能够在磨加工过程中实现对圆度误差的评定,最后通过实验分析验证其可行性。研究成果丰富和完善了磨加工主动测量仪的功能,扩大了磨加工主动测量仪的适用范围,也使新一代GPS在实际工程中得到了应用,起到了一定的推广作用。

针对磨加工主动量仪在高精密磨削加工中的工艺参数寻优问题，该文采用由正交试验方法得到工艺参数与评价指标的实验数据，基于灰色系统理论，通过对实验数据分析，提出由工艺参数与评价指标之间的灰色关联度得出工艺参数对评价指标的影响程度的方法，得出在该加工实验中，精磨加工余量对表面粗糙度和圆度的的影响最大，接着依次为粗磨加工余量、粗磨砂轮切入速度、光磨加工余量和精磨砂轮切入速度；提出由加权灰靶决策对评价指标分析决策找到试验工艺参数最优组合的方法，得出16组实验参数组合中最优组合。该研究成果可以分析工艺参数与评价指标的关联，进行工艺参数寻优，为磨加工主动量仪中的工艺参数设定和自主寻优程序设计提供理论方法，进而提高磨加工主动量仪的智能化水平。

针对磨加工主动测量仪信号点到尺寸时的工件尺寸与信号点预设值存在偏差的问题,通过对信号点到尺寸时测量值偏差来源的分析,确定了影响信号点到尺寸判定产生偏差的主要原因是由于工件圆度误差的存在;并在此基础上提出了基于圆度误差的信号点到尺寸判定方法和平均处理法到尺寸判定方法。通过实验证明了磨加工主动测量仪信号点到尺寸判定偏差主要是由于圆度误差的存在而引起;基于圆度误差的修正方法和平均处理的修正方法使到尺寸判定偏差绝对值最大不超过0.5μm,有效减弱了圆度误差对信号点到尺寸判定的影响,证明了基于圆度误差和平均处理法的信号点到尺寸判定的合理性和可行性。

针对磨加工主动测量仪中数字滤波方法的技术要求和特点,设计了基于圆度误差的限幅滤波方法,研究了采样数据是否有效的判断原则,提出先预测最新采样点的理想测量值,然后结合圆度误差确定限幅区间;预测值采用简单的一元线性方程推导,分析得出预测值是以理想值为期望的正态分布随机数,采样长度值Z的合理范围为（7～20）;分析了限幅条件偏差值与圆度误差值的关系,以及采样长度值Z与最大限幅比、限幅条件偏差值和有效判定率的关系。结合常见的滤波方法技术特点,设计了适用于主动测量仪的滑动加权均值滤波方法。最后采用Visual Studio 2008开发平台和C#编程语言仿真验证了所设计数字滤波方法的可行性。

通过对磨削进程中工件表面轮廓横截面形成的分析,得出在理想条件下：工件表面轮廓横截面为阿基米德螺线;结合最小二乘法原理,提出了一种尺寸补偿法的在线圆度评定技术：通过对主动测量仪测头测得值进行尺寸补偿,减弱和消除砂轮进给的影响,进而实现在线圆度误差评定。实验证明：在线圆度评定误差值与磨削完成时工件圆度误差值两者相差不超过10%,验证了该在线圆度评定理论的可行性;机后圆度评定误差值与在线圆度评定误差值两者差值,与工件旋转一周时砂轮进给量的相差不超过18%,验证了尺寸补偿法的在线圆度评定可有效减弱和消除砂轮进给对圆度评定的影响。该研究对于实现磨加工主动量仪在线圆度评定具有重要意义。

主动测量技术已广泛应用于磨加工的在线测量，针对磨加工主动测量中的断续表面数据处理技术，测头在出凹槽时的跳动问题，对已有研究的方法进行了改进方法，使磨加工在线断续表面数据处理更符合实际情况，提高在线测量精度。针对不同零件的表面特征，采用差值修正法和数值记忆法对断续表面数据进行处理，差值修正法采用差值修正，数值记忆法采用一个触发周期内相邻实测数据之差绝对值Δd最小时对应的测得尺寸d i作为特征值输出进行修正，经实验分析验证了改进方法的可行性。改进的磨加工断续表面在线数据处理技术，有效的解决了实际磨削加工在线测量中遇到的测头出凹槽跳动问题，可有效提高磨加工主动测量控制仪对断续表面数据处理的准确性，对完善磨加工主动控制仪的功能，提高其稳定性和精度，起到了促进作用。