针对导光板模具微结构加工过程中微孔尺寸定时在位测量的要求,基于视觉测量技术提出了在微冲孔机床上集成导光板模具微孔点阵在位测量系统的解决方案。它通过相机获取微结构的加工图像,运用一系列图像处理算法提取测量目标的亚像素边缘并进行拟合。提出两步标定技术求取亚毫米视野镜头畸变映射及像素当量。通过将视觉测量结果与白光干涉仪的测量结果对比,证明该测量系统的精度能够达到±1μm以内,具有实时、快速、高精度、重复性好的等特点。

提出了一种基于精密球面磨床的球度在位测量方法.在精密球面磨床上建立测量基准和自动测量方法,利用经纬法测量球面被测点的半径偏差及对应的经度和纬度,根据最小二乘法建立最小二乘球的球心坐标和半径的数学模型,并通过实际测量点与最小二乘球拟合所得最小二乘球对比,实现了球度误差的在位测量.结果表明,所测指标满足用户要求,所测球度误差与千分尺测量方法的结果相符,从而验证了球度在位测量方法的可行性.

针对龙门立式平面磨床在磨削过程中因其圆筒砂轮磨损导致磨削精度降低的问题，设计了一套新型的磨损量自动测量装置，该装置通过对已加工工件表面的在位测量获得砂轮磨损量并将其传输给数控系统实现了砂轮磨损补偿，在分析砂轮磨损过程和特征基础上，提出了获取砂轮磨损量的分析方法，对该测量装置的工作原理、机械结构、硬件设计、软件功能和使用场合进行了详细的说明。研究结果证明，该装置可以较好地实现圆筒砂轮磨损量的自动测量，并可以对加工平面直线度误差进行精确测量，砂轮磨损量测量精度达到0．009mm，直线度测量精度达0．008mm／100mm，为砂轮磨损补偿和评价加工精度提供了测量数据，显著提高了磨削精度和加工效率。

三偏心蝶阀依靠蝶板和阀座密封面的充分面接触实现零泄漏的密封效果,而密封面的加工制造精度对密封性能有着至关重要的作用。现有的密封面测量主要依赖离线测量的方式,存在着测量基准不统一、二次装夹造成的测量误差等问题。本文提出了密封面精密在位测量技术以及原始点云数据处理方法。针对被测密封面,提出波谷-聚类算法和考虑约束条件的法矢-曲面拟合算法,得出密封面的关键参数和加工误差。该算法较最小二乘法等算法在相对求解精度上提高了60%以上。现场在位测量的三偏心蝶阀密封面锥角与三坐标仪测量结果的相对误差仅为0.43%,满足测量相对误差±0.5%的要求,密封面在位测量技术的测量精度得到了有效验证,为今后高端阀门的精密测量提供了可靠的技术手段。