大口径钢管圆度测量喷标系统设计与误差补偿研究

为满足大口径钢管测量精度的需要,设计了一种龙门架式钢管在线测量及喷标系统。利用龙门架两侧立柱激光传感器的竖直运动,测量钢管截面外径上点的坐标,利用最小二乘法求其圆心坐标,采用近似直径法求取该截面的最大直径和最小直径,从而求得该截面的圆度。实例证明该系统及数据处理算法可实现钢管外径及圆度的测量,并具有相当高的精度。对测量结果进行误差分析,得知影响测量结果的主要来源是钢管的摆放姿态,通过投影及坐标变换对误差进行补偿,补偿后结果得到了一定的改善,从而验证了误差分析的合理性和补偿方法的可行性,该系统可用于大口径钢管的在线测量。     

圆度测量中测量点数的确定

圆度是经常需要定量测量的形状误差参数，测量点数的多少影响测量精度和测量成本。综合考虑圆表面的确定性成分和随机成分，设计出基于FFT全域插值的二次判别法对测量点数的合理性进行判别。给出二次判别法的定量判别依据、判别程序，并最终得到圆度的估计值以及不确定度。     

小孔的图像处理与圆度误差的评定

小孔的测量，特别是对其圆度误差的测量与评定，一直是小孔测量中一项较难解决的课题。为此本文提出了对小妃的测量采用图像处理方法进行数据采集，二值化处理，去噪声和边缘检测，进而对圆度误差进行评定，试验表明，这种方案提供了检测和评定小孔圆度误差的可靠方法，并且它具有新颖性，先进性和实用性。     

基于IRM和小波变换的圆度误差在线检测技术

针对提高圆度误差在线检测精度的两个关键问题--主轴回转误差分离和环境噪声消除,提出了一种基于IRM(改进反向法)和小波变换的圆度误差在线检测方法.运用IRM实现在线检测中主轴回转误差与圆度误差的分离;采用基于小波变换的消噪滤波方法,消除车间噪声和高、中频信息的干扰.实验结果表明,在线检测精度基本达到了三坐标机的离线检测精度,平均相对误差4%,重复测量精度基本一致.