磨加工主动测量控制的关键技术及应用.pdf

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniVers时forthedegreeofMasterTheApplicationoftheKeyTechnologyofGrindingActiveMeasurementControlByFangGaoSupervisor：ProfLinnaZhangMechanical．ElectronicEngineeringSch001ofMechanicalEngineeringMay，2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进

2、行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：高旁日期：加竹年6月弓日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论

3、文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：禹方日期：勿f牛年6月弓日摘要磨削是机械加工中最常用、最主要的精密加工方法，也是机械零件的最终加工工序之一，磨削加工的精度、效率和加工质量直接影响机械加工制造的水平。磨加工主动测量控制仪是用于磨床上在线测量工件尺寸并控制磨削进程的仪器，能够提高磨削加工的精度和效率。由于国内在磨加工主动测量控制仪的研究起步较晚，并且国外研究开发的相关技术都进行了保密，所以目前国内关于主动测量控制技术方面的研

4、究还有所欠缺。国内自主研发生产的磨加工主动测量控制仪产品功能比较单一，只能够监控简单的孔、轴和平面的加工过程，对于具有断续表面的轴、阶梯轴等特殊工件的在线监控能力还不能够完全满足工业生产的需要，因此研究磨加工主动测量控制的关键技术，深入分析主动测量控制仪的功能、结构和测量原理，对国内主动测量控制仪的发展和功能的完善，以及磨削加工精度的提升具有非常重要的意义。论文围绕磨加工主动测量控制关键技术的研究及应用进行了深入的研究，主要研究内容如下：磨削过程中经常会遇到带键槽的轴、齿轮、花键等具有断续表面的零件，主动测量控制仪在对这些零件进行在线监测时，凹槽会

5、引起测头测量值的突变，从而影响磨削进程的判断。论文针对上述情况，通过研究断续表面的特征和软件滤波和数值处理技术，提出了两种数据处理方法：差值补偿法和数值记忆法。可根据断续表面的特征选择相应的数据处理方法，从而有效地解决了断续表面主动测量存在的问题。论文进行了差值补偿法和数值记忆法的程序模块设计，可以直接集成到主动量仪系统中。针对现有主动测量控制仪大多不具备多台阶移动测量功能的缺陷，本文在对Z3000A主动测量控制仪的硬件平台和软件系统研究和分析的基础上，提出了多台阶自动切换移动测量技术，并进行硬件补偿电路设计和软件程序设计，在一定程度上扩大了主动测

6、量控制仪的测量范围，并能够实现在一次装夹、不停机的情况下完成对具有多个尺寸的阶梯轴类零件的磨削过程的检测和控制。针对目前测量工件的圆度误差通常是效率低、成本高的机后测量，论文基于新一代GPS数字化理论，深入研究了圆度误差评定操作算子技术，提出了在摘要线圆度误差评定的方法，实现了圆度最小二乘、最大内切、最小外接及最小区域的可视化评定，并进行软件程序的设计。论文将研究的断续测量技术、移动测量技术及圆度误差评定技术集成应用于实验室开发的Z3000A主动测量控制仪上，通过实验验证了这些关键技术的正确性和可行性，研究成果对促进我国主动测量技术的发展及新型主动

7、测量控制仪的开发具有重要的应用价值。关键字：磨削加工主动测量控制断续表面移动测量圆度误差评定AbstractGrindingismemostcommonandimportantmemodforprecisionmachininginmechallicalmanuf．acnmng趾ditisalsooneofme矗nalmachjllingprocessesformechaIlicalpans．TheleVelofmaclline巧manuf．acnlringprocessinga11dmanufacnu-ingisinnuencedbytheacc

8、uracy，emciencyaIldqualityof鲥ndingmacllining．(mndingactiVemeas