汽车发动机典型部件——缸体的形状和位置误差检测方法规划及典型检测系统设计
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附件1：外文资料翻译译文平行性计算计量学及其在精密机械中的应用郭驰2.2线形测量线形误差被万。西尔(VANHEEL)于1879年定义为非直线的位移，它主要发生在检查轴线的平行垂直线时候。对线形误差更准确的测量主要归功于不莱恩（BRIAN）1911年的提出的结论：线形误差是非直线运动。一个操作者看见的固定和校对一个在被完全直线支撑的一个滑动平面或者沿着滑面顺着这个绝对直线时它一定是固定的。不莱恩于1911年做出了这个结论的解释，这个术语非线性涉及到它不需要通过校正这个参考的直尺达到获得轴线位置的绝对平行线这个事实。线性误差是在减去最后合适的从直线测量资料中得到的剩余误差。测量直线性的最好方法是用一个一直精度的刻度尺，如图2。1所示。有一点值得注意的是公式化测量和直尺技术是隐式的一次元测量。事实上这两个测量是正确的，因为（1）一次元坐标的转动，（2）两个直尺的相关的位置错误。图2。1测量直线性的方法。因此，从一个直线轨道准确的查出一个主体标点的位置偏差。它必须测量这个标点沿着固定位置的两个尺寸位移。这意味着刻度盘必须使正确的测量这个尺寸在中的是点来避免应有的误差来源。尽管，现在对直线性测量没有一个绝对的标准。在1985年美国国际标准协会推出了一个标准的准确坐标测量机器。这个标准协会组织规定了具体的要求和方法来检测拥有三条互相垂直的轴线的坐标测量仪。检测直线位移的准确性是用一个阶梯测量或者激光干涉仪来测量一次元空间的位置的准确性。一个图形测量的实行需要对体积的准确性提供限制。对于一个在梯形位置的给定轴线，直线位移的准确性通过每一步的比较阶梯形校准刻度和正确的计量仪器之间的不同来计算。直线性位移的准确性从任何一点到另外的一点的全部距离是最大的位移误差。如图2。2所示线性位移精确度准确测定的特例当测量物体的直线性时辨别二次元测量和一次元测量是非常重要的。在二次元坐标测量之中，我们测量在一个指定的轴线上的直线的垂直平面上的一个点。对这两个测量的组成部分进行独立的统计。一方面来说当进行一组一次元坐标测量时，另外的两组测量是不独立的，如图2。3所示。二次元测量在测量的过程之中，测量的位置保持固定的不变。这个假设作为一次元坐标测量的边缘运动的调查依据。因此，二次元坐标测量被一种未知的转动通过是他们正确的统计所影响。这唯一的办法是假设二次元测量它必将是独立的，需要知道移动框架的转动。图2。3二次元的测量方法被未知的旋转所影响。第一个线性测量是以坐标系（x，y）为基础的依据的，和沿着测量X轴。第二次测量以坐标（x，y）为基本依据和沿着y轴来测量。221一次元的线性测量许多的技术已经为线性测量所提出。然而，他们大部分的这种测量仅仅是在一次元坐标中测量，因此光的干涉被很好的用于拥有很高精确度测量长度的位移为工具。刘（LIU）和克林格（KLINGER）于1948年提出了用激光线性干涉仪通过采用电子边缘计算装置来达到准确性的测量。基本上光源发射的连续的频率略微不同的可见的光线（如图2。4所示）干涉仪将发出两种不同的两极化的频率组成部分在激光放射中偏离转向。这两个组成部分重新结合和干涉在被反射从两个精确的平面反射。在两个光线的轨道路径相对的一侧位移之间的将引起一个不同的边缘数量积累。使用的一个插入技术，移动距离可以被容易的发现通过微英寸规则的测量转化（0。025微英寸）图2。4记数干涉仪（LIU和KLINGER）爱斯特（ESLTER）于1926年提出了一种技术，就是校准刻度和使用机械直尺来执行线性测量。激光反射仪被用作稳定的机械尺寸直尺样本，它被当作成一个参考。因此，没有机械直尺是绝对直线的。基本的概念问题是在设计机械直尺时的误差。这已经变成不同类的机械误差。为了分开这个误差的来源，爱斯特（ESLTER）于1926年描述了一种已知的直尺投影技术。直尺投影它包含了两个技术，如图2。5所示。直尺第一个支撑的是它的边面用来检验表面一个垂直平行面和一个资料流行的积累而获得的干涉仪。第二步是直尺旋转180度沿着它的轴线和光学干涉仪被用于参照样本的垂直定位平面。这良种的测量结果是足够决定机械线性和加工品的校准刻度的。爱斯特（ESLTER）于1926年阐明了最高精度能够获得。通过尺寸上的稳定性可靠性，精确的光学校准直尺。线性误差的位置的坐标测量机被用在一个水平平行面被测量用一个十亿分之三公尺的估量准确性。然而，线性误差的测量在一个垂直平行面中被一个通过万有引力定律变形的参考平面而变的错综复杂。因此，测量的准确性在垂直平行面不可能被给出来。图2。5反向直线测量原则亚默驰（YAMAUCHI）和马特苏达（MATSUDA）于1984年描述了一种通过移动光栅的方法来测检直线性，图示2。6，为了做出这个测量，一个张开的平行激光束附带着一个线性光栅。直线运动的轴线，Z轴的利用光学直线排成一条直线。这条直线处于两个二等分平行反射面之间是直线体系的信息。X轴和Y轴处于光线位置的平行垂直出，此外X轴是水平的Y轴是垂直的。在X-Z坐标系中，入射光线将被光栅分散成两条光柱。正反的两个方向的光线被用作于测量。第一次分解成两条光柱到达镜面1和镜面2，然后，通过光栅将它们分别反射回原来的位置。这时的光线分散和同时照射返回Z轴，所以通过光电探测器可以用干涉原理来探测线性误差，光电探测器可以通过两光线的干涉探测出光线的亮度。图2。6线性测量移动路线原理图这个分散光线的层面在X轴和Z轴方向上相应地改变了光栅的运动方向，但是两条光线的不同层面中依然沿着Z轴保持着不变的运动方向。在参考体系中明亮度的改变是通过沿着X轴方向移动光栅的原因引起的。表格转向唯一通过亮度的改变可以被计算出来这个系统在理论上能达到十亿分之一的精确度来测量横向位移。实验中在超过传播距离100mm的范围之内准确性可以达到0。12um的准确性，这已经得到了公认。这个装置的准确性不会被倾斜的斜度所影响。此外卷轴偏摇采用二次元次序误差。尽管这个装置具有沿着一个轴线测量直线的功能，通过沿着Z轴转动光轴和竟面旋转90度在其他的方向测量是可能。然而，旋转光栅的和竟面的时候将会有可能导致额外的系统误差。222二次元线性测量装置一个全息干涉装置，（干涉仪器的全息中和衍射图中物体的反射光线成线性对称或者SIOGHI）被卡拉亚（CALAYA）于1914年提出的一种装置，它作为一种测量和校准精密定位设备的工具。这个设计包含了光源发光照耀目标物体的校直过程，综合衍射图和光学检测装置。一个传播的漫射体的感光板被作为目标。这个漫射替的反光板被安装在直线运动的活动范围之内。它将沿着光线轴检测装置的方向移动。尽管一个二次元坐标测量是可能的，这个装置仅有一个小的测量范围而且准确性很小，测距机的准确性能够达到千分之二米到千分之二十米。在总的工的千分之十的传播范围距离之中。这个装置的缺点是它需要非常准确的校直调准。一个线性测量装置主要依据YINETAL于1987年提出的二次元测量的光学原理。他的这个设计在混乱的大气中的灵敏度比较低。这个光学设计同时能够测量出二次元的坐标位移。然而，来设置这个光学装置困难那的是他的复杂设计（如图2。7）。另外的一个复杂装置主要依据偏光计，偏光计被金（KING）和莱恩（RAINE）于1942年设计出来用于测量直线。双轴线的偏光装置被用来分散一条光线。在超过一米的测量距离中它已经达到了0。2um的准确性。图2。7二次元测量设计的光学装置帕克（PARK）和吉姆（KIM）于1958年调查在两个光栅之间测量的相对二次元平面位移的感应的目标为两个同心圆光栅的右波纹的边缘。波纹的边缘通过两个光栅重叠引起。在图示2。8中所示。光栅G2的二次元移和光栅G1通过它的光亮度的离心率和方向来定义得出。这个测量已经通过依据边缘标志的傅立叶转变的快速计算互除法则而
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