大工件平面度检测技术研究
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摘要
超精密平面是精密机床和精密仪器的精度基础，有效准确地测量平面精度是极为重要的。多测头激光干涉误差分离技术突破了以往测量方法的限制，能够在线测量被加工工件平面度误差和支承工件导轨的运动直线性误差。
本文通过分析和研究国内外平面度误差测量的有关文献，运用较完善的理论，建立了在线测量系统。该系统采用激光干涉仪、电容非接触式传感器、A／D采集板。用计算机进行控制及数据处理。系统软件采用Visual C++ 5.0语言和汇编语言混合编程。
在大理石工作台上进行了大量试验。证明系统稳定可靠，其测量精度可达0.5μm／500mm×500mm，满足课题提出的要求。
The ultraprecision plane is the base of precision machine tool and precision instrument. Plane precision is measured accurately is very important. Many probes laser interference error separation technique break through former measuring method' s limit. It can simultaneously on-line measure guide way error and vvorkpiece flatness error.
The paper establishes the on-line measuring system through discussing and studying the domestic and overseas' s paper on flatness error measurement. The system use laser interference, capacitance untouching sensor, A/D sampling board and microcomputer which controls the system and processes datum. The software use Visual C++ 5.0 language and assembly language.
The experiments have been done on granite worktable. The result shows that the system is stable and reliable. The measuring accuracy is about 0.5um/500mmx500mm. It meets the needs of the thesis.
本文通过分析和研究国内外平面度误差测量的有关文献，运用较完善的理论，建立了在线测量系统。该系统采用激光干涉仪、电容非接触式传感器、A／D采集板。用计算机进行控制及数据处理。系统软件采用Visual C++ 5.0语言和汇编语言混合编程。
在大理石工作台上进行了大量试验。证明系统稳定可靠，其测量精度可达0.5μm／500mm×500mm，满足课题提出的要求。
The ultraprecision plane is the base of precision machine tool and precision instrument. Plane precision is measured accurately is very important. Many probes laser interference error separation technique break through former measuring method' s limit. It can simultaneously on-line measure guide way error and vvorkpiece flatness error.
The paper establishes the on-line measuring system through discussing and studying the domestic and overseas' s paper on flatness error measurement. The system use laser interference, capacitance untouching sensor, A/D sampling board and microcomputer which controls the system and processes datum. The software use Visual C++ 5.0 language and assembly language.
The experiments have been done on granite worktable. The result shows that the system is stable and reliable. The measuring accuracy is about 0.5um/500mmx500mm. It meets the needs of the thesis.
引文
[1] 精密仪器设计讲义 长春理工大学
[2] 智能测试仪器与系统 长春理工大学
[3] 现代光电技术 长春理工大学
[4] 传感器原理及应用 长春理工大学
[5] 自动控制原理，孙虎章主编，中央广播电视大学出版社 1985年
[6] 自动控制理论，蔡尚峰主编，机械工业出版社，1980年
[7] 自动控制系统，陈伯时主编，机械工业出版社，1980年
[8] 自动控制原理，李友善主编，国防工业出版社，1981年
[9] 工程控制论钱学森、宋健著，科学出版社，1980年
[10] 现代控制工程，续方胜彦著，卢佰英、董明安、锣维名译，科学出版社，1980年
[11] 自动控制基础，[美] R-C韦里克著，赵安墉译，上海科技出版社，1983年
[12] 超精密加工技术基础，何雅全、吴明根著
[13] DMW—位移测量仪使用说明书
[14] 机械工程手册，机械工业出版社，1997年
[15] 寻优法——一种利用计算机计算平面度误差的新方法，周一放著，计量学报，1989年
[16] 利用计算机计算平面度误差的一种新方法——特征点法，刘平著，计量学报，1991年
[17] 平面度误差最小区域新算法——有序判别法，张之江、于瀛洁、张善钟著，1998年
[18] 利用计算机处理平面度误差的一种新方法——迭代逼近法，张善钟著，仪器仪表学报，1986年
[19] 平面度误差的解析评定法和微机数据处理，仪器仪表学报，张玉等著，仪器仪表学报，1988年
[20] 大型超精密平面度在线测量新方法，机械工艺师，葛根焰、李圣怡、吴明根著，1998年
[21] 形状和位置误差检测，国防工业出版社，甘永立著，1995年
[22] 康博创作室，AutoCAD R14清华大学出版社，1999年
[23] Kristen Carr and Placid Ferreira, Verification of from tolerances—Part Ⅰ: Basic issues, flatness, and straightness, Precision Engineering, 1995
[24] Tohru Kanada and Soichiroh Suzuki, Evaluation of minimum zone flatness by means of nonlinear optimization techniques and its verification, Precision Engineering, 1993
[25] 用C语言设计屏幕界面技术，海洋出版社，王福堂、阮江 编译，1992年
[2] 智能测试仪器与系统 长春理工大学
[3] 现代光电技术 长春理工大学
[4] 传感器原理及应用 长春理工大学
[5] 自动控制原理，孙虎章主编，中央广播电视大学出版社 1985年
[6] 自动控制理论，蔡尚峰主编，机械工业出版社，1980年
[7] 自动控制系统，陈伯时主编，机械工业出版社，1980年
[8] 自动控制原理，李友善主编，国防工业出版社，1981年
[9] 工程控制论钱学森、宋健著，科学出版社，1980年
[10] 现代控制工程，续方胜彦著，卢佰英、董明安、锣维名译，科学出版社，1980年
[11] 自动控制基础，[美] R-C韦里克著，赵安墉译，上海科技出版社，1983年
[12] 超精密加工技术基础，何雅全、吴明根著
[13] DMW—位移测量仪使用说明书
[14] 机械工程手册，机械工业出版社，1997年
[15] 寻优法——一种利用计算机计算平面度误差的新方法，周一放著，计量学报，1989年
[16] 利用计算机计算平面度误差的一种新方法——特征点法，刘平著，计量学报，1991年
[17] 平面度误差最小区域新算法——有序判别法，张之江、于瀛洁、张善钟著，1998年
[18] 利用计算机处理平面度误差的一种新方法——迭代逼近法，张善钟著，仪器仪表学报，1986年
[19] 平面度误差的解析评定法和微机数据处理，仪器仪表学报，张玉等著，仪器仪表学报，1988年
[20] 大型超精密平面度在线测量新方法，机械工艺师，葛根焰、李圣怡、吴明根著，1998年
[21] 形状和位置误差检测，国防工业出版社，甘永立著，1995年
[22] 康博创作室，AutoCAD R14清华大学出版社，1999年
[23] Kristen Carr and Placid Ferreira, Verification of from tolerances—Part Ⅰ: Basic issues, flatness, and straightness, Precision Engineering, 1995
[24] Tohru Kanada and Soichiroh Suzuki, Evaluation of minimum zone flatness by means of nonlinear optimization techniques and its verification, Precision Engineering, 1993
[25] 用C语言设计屏幕界面技术，海洋出版社，王福堂、阮江 编译，1992年